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Colaboración Adaptado
Implicaciones desalinización de agua
marina para la Calidad del Agua
Potable
Área temática: Calidad del Agua
Desalinización de agua
marina
Trascendencia para
Calidad del Agua
Potable
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RESERVADOS TODOS LOS DERECHOS.
Acerca de la Fundación de Investigación del Agua
La Fundación de Investigación del Agua (anteriormente Fundación Awwa Investigación o AwwaRF) es un 3
organización miembro-apoyado, internacional, 501 (c) sin fines de lucro que patrocina la investigación para
permitir a las empresas de agua, agencias de salud pública y otros profesionales para proporcionar agua
potable segura y asequible a consumidores.
La misión de la Fundación es promover la ciencia del agua para mejorar la calidad de vida. Para lograr esta
misión, la Fundación patrocina estudios sobre todos los aspectos de agua potable, incluyendo los recursos,
tratamiento, distribución y efectos sobre la salud. La financiación de la investigación es proporcionado
principalmente por pagos de suscripción de cerca de 1.000 empresas de agua, empresas consultoras y
fabricantes en América del Norte y en el extranjero. La financiación adicional procede de asociaciones de
colaboración con otras organizaciones nacionales e internacionales y el
EE.UU. gobierno federal, lo que permite recursos para ser aprovechada, la experiencia para ser compartida, y
el conocimiento de base amplia que se desarrolló y difundió.
Desde su sede en Denver, Colorado, el personal de la Fundación dirige y apoya los esfuerzos de más de 800
voluntarios que sirven en la mesa directiva y varios comités. Estos voluntarios representan muchas facetas de la
industria del agua y aportan su experiencia para seleccionar y supervisar los estudios de investigación que
beneficien a toda la comunidad de agua potable.
Los resultados de la investigación se difunden a través de un número de canales, incluidos los informes, el
sitio web, transmisiones por Internet, conferencias y publicaciones periódicas.
para sus suscriptores, la Fundación sirve como un programa de cooperación en el que los proveedores de agua
se unen para poner en común sus recursos. Mediante la aplicación de resultados de la investigación de la
Fundación, estos proveedores de agua pueden ahorrar costos sustanciales y permanecer en la vanguardia de la
ciencia y la tecnología de beber agua. Desde su creación, la Fundación ha proporcionado la comunidad de agua
con más de $ 460 millones en valor de la investigación aplicada.
Más información sobre la Fundación y cómo llegar a ser un suscriptor está disponible en la Web en
www.WaterResearchFoundation.org.
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Desalinización de agua
marina
Trascendencia para
Calidad del Agua
Potable
Preparado por:
Jonathan P. Loveland y Edward G. Medios III
Malcolm Pirnie, Inc., 8001 Irvine Center Drive, Suite 1100, Irvine, CA 92618
Gary L. Amy
Instituto UNESCO-IHE para la Educación relativa al Agua, Westvest 7, 2611 AX Delft, Países
Bajos y
C. Robert Reiss
Reiss Engineering, Inc., 12001 Investigación Parkway, Suite 228, Orlando, FL 32826
Patrocinado conjuntamente por:
Fundación de Investigación del Agua
6666 West Quincy Avenue, Denver, CO 80235
hasta 3098 y
West Basin Municipal Water District
17140 S. Avalon Boulevard, Carson, CA 90746
Publicado por:
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RENUNCIA
Este estudio fue financiado conjuntamente por la Fundación de Investigación del Agua
(Fundación) y la Cuenca del Distrito Municipal de Agua del Oeste (West Basin). La
Fundación y la Cuenca del Oeste no asumen ninguna responsabilidad por el contenido del
estudio de investigación se informa en esta publicación o de las opiniones o declaraciones de
hechos expresados en el informe. La mención de nombres comerciales para los productos
comerciales no representa ni implica la aprobación o respaldo de la Fundación o de la Cuenca
Oeste. Este informe se presenta únicamente con fines informativos.
Copyright © 2010
por la Fundación de Investigación del Agua
RESERVADOS TODOS LOS DERECHOS.
Ninguna parte de esta publicación puede ser
copiado, reproducido o utilizado de otra manera sin
permiso.
ISBN 978-1-60573-097-4
Impreso en U.S.A
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CONTENIDO
LISTA DE MESAS
ix LISTA DE FIGURAS
GRATITUD
PRÓLOGO xi
xv EXPRESIONES DE
xvii EJECUTIVO SUMMARY xix CAPÍTULO 1: LA LITERATURA
REVIEW
1
Objetivo
Desalinización
Introduction 1
1 Problemas de calidad de agua relacionados con el agua de mar
2 El agua de mar de Osmosis Inversa
2 El agua de mar Quality
3 permeado la Calidad del Agua
9 Distribución Preocupaciones de Calidad de Agua del Sistema
13
CAPITULO 2: CASO desalinización de agua marina STUDIES
Estudio de caso 2-Eilat, Israel
22
Estudio
22
Estudio
23
Estudio
de
23
Estudio
24 Estudio de caso 8-PowerSeraya, Singapur
25
19
Desalinización del caso Studies
19 Estudio de caso 1-Glen Rocky, Gibraltar, Reino Unido
19
21 Estudio de caso 3-Perth, Australia
de
caso
4-Ashkelon,
Israel
de
caso
5-Sydney,
Australia
caso
6-Bahía
de
Tampa,
Florida,
USA
de
caso
7-Point
Lisas,
Trinidad
24 Estudio de caso 9-Kindasa, Arabia Arabia
CAPÍTULO 3: EL PAÍS SOURCEWATER EVALUACIÓN Y BANCO ESCALA
RO ACTUACIÓN EXPERIMENTS
27
Introduction
27
Membranes
27
Pruebas
de
membrana
de
la
célula
27
Sintético
Seawater
28
Natural Waters 28
Resumen
33
v
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vi | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
CAPÍTULO 4: PRUEBA PILOTO DE LA FLORIDA
47 Aguas Fuente
Matriz Experimental
50 sólidos totales disueltos
Chloride
Boron
Otras
consideraciones
53 Resumen
53
45 Introduction
45
Fondo
45
Planteamiento del problema
45
Objetivos
46 Piloto métodos de prueba
47
48
Agua Análisis de Calidad
48 Piloto Descripción
48 Resultados del estudio piloto de la Florida
50
51
52
de
calidad
del
agua
Discusión
CAPÍTULO 5: PRUEBA PILOTO DE CALIFORNIA
54
Conclusions 54
61 Introduction
61 Calidad del Agua Monitoring
61
Estética Calidad del Agua
Formación 63 Desinfección Subproductos Durante MF Tratamiento / RO
64 Inorgánica Calidad del Agua
65 Microbiana Calidad del Agua
65 Membrana incrustantes
66 Compuestos Orgánicos Volátiles
68
TOC / 254 68
UV
Nutritivo Water Quality
68
Metales pesados
69 Descarga de concentrado y Heavy Metal Analysis
Monitoreo 69 Radiológica Constituyente
69 SDS-PAD Resultados
72 Corrosión Planta Piloto Resultados
73 grifos de latón (de plomo que contiene)
74 galvanizado Hierro Tubería
76
Cobre Suave Piping
77 Corrosión Piloto Resumen
79 RO Membrana bacteriófago Challenge Testing
80 Methods
80
Resultados y Discusión
81
Fitoplancton Marino y toxínicas Algas Identification
82
Tipos de biotoxinas y Temas Tratamiento para Biotoxinas Retiro 82
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Cesta | vii
CAPÍTULO 6: LA CALIDAD DEL AGUA DE ESPECIFICACIONES
115 Introduction
115 temas específicos relacionados con el agua de mar Desalination
115 permeado de Estabilización (Corrosión Control)
115 Sodio Potencial / Impactos Cloruro sobre Reutilización
116 Mantenimiento de Estabilidad Desinfectante
116 Aesthetics
117
Total Trihalomethanes y Haloacéticos Acids
117
Etapa 2 DBPR MCL para TTHM y HAA5
117 Boron
118 Calidad conceptual Agua Especificación
119
REFERENCIAS
121
ABBREVIATIONS 123
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MESAS
11
constituyentes
de
agua
de
mar
y
en
todo
el
mundo
5 12 rango esperado de ATP, TDC, y HPC en agua de mar
variation
7
13 toxinas de algas marinas típicas y su representante structures
8 14
Ejemplo de los efectos de la mezcla de infiltrado de RO con el agua superficial
17 21 Worldwide capacidad instalada de desalación technology
22
Características
de
las
plantas
20
de
SWRO
seleccionados
20
31 membranas y las propiedades candidatos
32
de
28
agua
de
mar
sintética
29 33a La calidad del agua de la fuente de alimentación) (aguas y la correspondiente impregna
30 33b La calidad del agua de la fuente de alimentación) (aguas y los correspondientes impregna
31 33c La calidad del agua de la fuente (alimentación) aguas y permeados correspondientes 32
41 Florida agua de mar quality
42
Florida
Muestreo
47
pruebas
de
la
piloto
calidad
experimental
49
43
matrix
Agua
49 51 Organización de tratamiento requisitos técnica basada en las fuentes de agua
Cryptosporidium concentrations 66 52 datos de monitoreo bacteriológicos para el piloto
de El Segundo site
67
53 compuestos orgánicos volátiles detectados en las fuentes de agua del sur de California y en el
de El Segundo
planta piloto
68 54 concentraciones de metales pesados en crudo seawater
70
71
55
56
SWRO
datos
impregnan
heavy
constitutivos
metal
concentrations
radiológicos
preliminares
11
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12 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
71
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57 Complejos formados a partir de los principales
MESAS componentes en el agua de mar durante el
análisis ICP-MS
ese interfiere con la determinación precisa de metales concentrations
71
58
Desafío
80
de
59
recogida
de
muestra
muestras
de
de
pruebas
bacteriófago
points
results
81
Porcentaje
82
511
82
de
de
61
Los
eliminación
eliminación
MCL
y
media
MCLG
para
de
de
510
registro
trihalometanos
y
MS2
de
ácidos
MS2
haloacéticos
118 62 especificación genérica de calidad de agua de una sola pasada tratamiento SWRO del
Pacífico
Océano de agua de mar
118
13
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14 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
11
Componentes básicos de una planta de desalinización SWRO 18
12
Las proporciones relativas de sales disueltas en el agua de mar 18
21
Configuración de proceso de la planta Glen Rocky SWRO 26
22
23
Eilat Configuración de proceso de la planta desalinizadora de ósmosis inversa "C" 26
Sabha
Eilat Sabha pretratamiento "C" process 26
31
Potenciales zeta de membrana 34
32
Cruz-flujo unidad de pruebas de membrana 34
33
Permeado TDS a diferentes recuperaciones de agua de mar sintética con 35
34
Permeabilidades de membrana a diferentes recuperaciones de agua de mar sintética con 35
35a
El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: muestra de Halifax 36
35b
Rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la muestra Corpus Christi 36
35c
35d
Rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la planta de energía en el 37
anonimato de California
El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: Newport News muestra 37
35e
El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la muestra de Seattle 38
35f
Rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: Boston sample 38
35g
Rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: primero Tampa sample 39
35h
El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: Tampa segunda muestra 39
36a
Disminución del flujo con tres membranas y las fuentes de agua Halifax 40
36b
Disminución del flujo con tres membranas y las fuentes de agua de Corpus Christi 40
36c
Disminución del flujo con tres membranas y una fuente de agua planta de energía de California 41
36d
Disminución del flujo con tres membranas y Newport News agua de la fuente 41
36e
Disminución del flujo con tres membranas y las fuentes de agua de Seattle 42
xi
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36f
Disminución Flux con tres membranas
y fuente de Boston water
CIFRAS
42
36g
Disminución del flujo con tres membranas y primera fuente de Tampa water
43
36h
Disminución del flujo con tres membranas y Tampa segunda fuente de agua
43
37
Simulaciones de modelos: impregnan TDS frente a la recuperación y la presión
44
38
Pruebas a escala de banco: impregnan TDS frente a la recuperación y la presión
44
41
Proceso de ósmosis inversa Primero y segundo de agua de mar pase diagram
55
42
TDS en función del flujo, la recuperación y elementos por recipiente a presión para
East
y la costa oeste sites
Cloruro como una función de flujo, recuperación, y el número de elementos por
buque para sitios costa este y oeste
presión
43
44
45
56
57
Segundo pase de derivación porcentaje para cumplir meta de cloruro de 100 mg / L en
58
Occidente y
Sitios de la Costa Este
Concentración de boro de primer paso como una función de flujo, la recuperación y
elementos por recipiente a presión para ambos sites
59
46
Rechazo de boro como una función de segundo pase alimentación pH
60
51
Concentraciones de TDS del agua de mar sin procesar
85
52
Impregnar TDS concentrations
85
53
Composición del anión de la planta piloto de agua de mar crudos
86
54
Composición anión de planta piloto RO permeate
86
55
Concentraciones de boro en planta piloto
87
56
Piloto TOC planta concentrations
87
57
Concentraciones de subproductos de desinfección
88
58
Concentraciones de metales del agua de mar sin procesar
88
59
Las concentraciones de metales pesados del agua de mar sin procesar
89
510
Impregnar Metal pesado concentrations
89
511
Las concentraciones de nutrientes de plantas piloto
90
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16 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Los números |
xiii
512 Planta piloto MTBE concentrations
90
513 concentraciones de estroncio en planta piloto
91
514 concentraciones de sílice Planta piloto
515
92
Piloto
254
516
Color
de
91
de
los
datos
datos
de
calidad
92
517
concentraciones
de
SDT
93
518
concentraciones
de
dureza
93
519
Las
concentraciones
de
del
UV
agua
para
para
cada
muestreo
site
cada
sitio
de
muestreo
cada
sitio
de
muestreo
para
hierro
para
planta
todos
de
muestreo
locations
94 520 concentraciones TTHM se forman durante el proceso de tratamiento MF / RO 94 521
formaciones HAA5 para cada sitio de muestreo en el proceso de tratamiento de MF / RO 95 522
concentraciones de boro para cada muestreo location
523
96
96
concentraciones
524
525
97
526
97
527
98
528
98
529
99
530254
99
531
100
532
100
533
101
101
534
535
Bromuro
Las
de
de
cloruro
de
de
concentraciones
las
de
concentraciones
sílice
de
de
concentraciones
de
concentraciones
amoníaco
totales
de
concentraciones
concentraciones
de
de
de
aluminio
arsénico
cadmio
lugar
cada
para
muestreo
location
muestreo
location
muestreo
cada
cada
para
lugar
para
para
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de
sitio
para
para
location
muestreo
cada
p
muestreo
cada
para
location
de
cada
para
location
muestreo
cada
para
para
muestreo
cada
para
MTBE
TOC
UV
concentraciones
Las
sulfato
cada
para
estroncio
concentraciones
concentraciones
para
concentraciones
concentraciones
concentraciones
95
cada
cada
cada
cada
lugar
de
location
muestreo
muestreo
muestreo
site
muestreo
site
de
muestreo
muestreo
location
102
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14 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
536
Total concentraciones de cromo por cada punto de muestreo 102
537
Concentraciones de cromo hexavalente para cada lugar de muestreo 103
538
Las concentraciones de cobre para cada muestreo location 103
539
Selenio concentraciones para cada muestreo location 104
540
Composición de "libre cloro "residual en RO permeate 104
541
Residual la decadencia de RO permeado después de "cloraminas" disinfection 105
542
Cuatro horas SDS-DBP organohaluro resultados para 100% RO y Jensen WTP
efluentes y diversas mezclas de los dos tipos de agua
105
543
El control general de corrosión esquemática prueba piloto 106
544
Las concentraciones de hierro en latón faucets 106
545
Las concentraciones de cobre en latón faucets 107
546
Las concentraciones de plomo en instrumentos de viento 107
547
Zinc concentraciones en latón loops 108
548
Las concentraciones de hierro en GI loops 108
549
Las concentraciones de cobre en bucles GI 109
550
Las concentraciones de plomo en bucles GI 109
551
Zinc concentraciones en GI loops 110
552
Las concentraciones de hierro en el cobre loops 110
553
Las concentraciones de cobre en el cobre loops 111
554
Dirigir concentraciones en cobre loops 111
555
Las concentraciones de zinc en bucles de cobre 112
556
El fitoplancton ocurrencia-principal species 112
557
La producción de fitoplancton ocurrencia de toxinas species 113
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PREFACIO
La Fundación de Investigación del Agua (Fundación) es una corporación sin fines de
lucro que se dedica a la aplicación de un esfuerzo de investigación para ayudar a los servicios
públicos responden a los requisitos reglamentarios y las preocupaciones de alta prioridad
tradicionales de la industria de la agenda de investigación se desarrolla a través de laproceso de
consulta con los suscriptores y los profesionales del agua potable bajo el paraguas de un Plan
Estratégico de Investigación, el Consejo Asesor de Investigación prioriza los proyectos sugeridos
basados en las necesidades actuales y futuras, la aplicabilidad y trabajos anteriores; las
recomendaciones son reenviados a la Junta de Síndicos para la selección final La Fundación
también patrocina proyectos de investigación a través del proceso de propuesta no solicitada; la
investigación en colaboración, aplicaciones de investigación, y Adaptado Programas de
colaboración; y diversos esfuerzos de investigación conjunta con organizaciones como la Protección
Ambiental de EE.UU. Agencia, el US Bureau of Reclamation, y la Asociación de California Water
Agencias
Esta publicación es el resultado de uno de estos estudios patrocinados, y se espera que sus
hallazgos se aplicarán en las comunidades de todo el mundo El siguiente informe sirve no sólo
como un medio de comunicación de los resultados del programa de investigación centralizado de
la industria del agua sino también como una herramienta para conseguir el mayor apoyo de los
servicios públicos que no son miembros y personas
Los proyectos se gestionan de cerca desde su inicio hasta el informe final por parte del
personal y grandes cuadros de la Fundación de los voluntarios que voluntariamente aportan su
tiempo y experiencia, la Fundación sirve a la planificación y gestión de la función y adjudica
contratos a otras instituciones como WA- servicios públicos, universidades y empresas de
ingeniería ter Los financiamiento para este esfuerzo de investigación viene Primarschule lia del
Programa de Suscripción, por el que las empresas de agua suscribirse al programa de
investigación y hacer un pago anual proporcional al volumen de agua que entregan y los
consultores y marcas suscribirse basan en sus facturaciones anuales de la programa ofrece una
solución rentable y método justo para la financiación de la investigación en el interés público
Un amplio espectro de problemas de abastecimiento de agua se aborda en la agenda de
investigación de la Fundación: los recursos, tratamiento y operaciones, distribución y
almacenamiento, la calidad y análisis de agua, toxicología, la economía y la gestión El propósito
último del esfuerzo coordinado para ayudar a agua proveedores para proporcionar la más alta
calidad posible de agua económica y fiable El verdadero ben- eficios se realizan cuando los
resultados se aplican a nivel de utilidad de los fideicomisarios de la Fundación se complace en
ofrecer esta publicación como una contribución hacia ese fin
Roy L Wolfe, PhD
Presidente de la Junta de Directora TrusteesExecutive
Agua Investigación Fundación
Investigación
Robert C Renner, PE
Agua Fundación de
15
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EXPRESIONES DE
GRATITUD
Este informe describe una parte de la obra de que resulta de una muy grande y
complicado proyecto de investigación a largo plazo entre varias organizaciones Los autores
desean agradecer a la Fundación Tailored socios financieros Colaboración:
•
•
•
Oeste Cuenca del Distrito Municipal de Agua
Calleguas Distrito Municipal de Agua
Tampa Water Bay
y los asociados en la financiación de la Asociación de Investigación de la Fundación, que se
añadieron en una fecha posterior a la colaboración Tailored:
•
•
•
•
•
•
•
Departamento de Recursos Hídricos de California
Autoridad de Aguas del Condado de San Diego
East Bay Municipal Utility District
Distrito Municipal de Agua del Condado de Orange
Asociación de Agencias del Agua de California
Poseidon Resources Corporation
Comisión del Aguacate de California
Además, varios de las organizaciones mencionadas proporcionadas apoyo en especie más
notable, Distrito Metropolitano del Sur de California y su Laboratorio de Calidad del Agua Agua
proporcionado mucho de los recursos analíticos utilizados para generar los datos de calidad de
agua contenidas en este informe Los participantes del proyecto incluidos Mic Stewart, Ric
DeLeon, Bart Koch, Paul Rochelle, Hsiao-Chiu Wang, Suzanne Teague, Anthea Lee y Sikha
Kundu
Personal de Malcolm Pirnie que ayudó con el proyecto incluye Katie Porter, Andrée
Hunt, Jane Meckley, Don Roth, Nicole West, Sarina Sriboonlue, Danny Qin, Jodie Nygaard y
Madhavi Kurapati Proyecto socios que contribuyeron al muestreo, pruebas de laboratorio y
pruebas piloto incluyeron Dr. Gary Amy y la Universidad de Colorado (Capítulo 3) y Reiss
Ingeniería, Inc (Capítulo 4)
Nosotros También agradecen la orientación y los comentarios de nuestro Asesor del
Proyecto Comité, entre ellos el Dr. Samer Adham (Conoco Phillips), el Dr. Robert Carnahan
(Enviroprocess / Universidad del Sur de Florida), y Berta Tenzer-Melman (Mekorot Water Co),
y nuestro Hombre- proyecto ager, El Dr. Kenan Ozekin
Por último, este proyecto se llevó a cabo en conjunto con una investigación SWRO
gratuito pro- yecto que proporcionó el equipo utilizado para la prueba piloto y preveía un
concern- proyecto de investigación ing los aspectos operativos de MF / RO de agua de mar de
desalinización Este proyecto fue financiado por:
•
•
Estados Unidos Bureau of Reclamation
Instituto Nacional de Investigación del Agua
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RESUMEN EJECUTIVO
Muchas regiones del mundo, tanto en las zonas desarrollados y subdesarrollados, pueden
sufrir de una falta de agua dulce para la desalinización de agua de mar potable de suministro de
agua es una alternativa que puede ser utilizado para satisfacer esta demanda en las regiones
costeras, pero se ha limitado en su aplicación, debido principalmente a consideraciones
económicas (es decir, el aumento de los costos de tratamiento) Independientemente, la
desalinización del agua de mar es actual tualmente se practica en las zonas que no tienen otras
alternativas y pueden aceptar razonablemente la situación económica carga (por ejemplo, Los
estados del Golfo Pérsico, islas tropicales, Israel)
Como la tecnología de desalinización de agua de mar ha mejorado, el tratamiento de
ósmosis inversa de agua de mar (SWRO) se ha convertido cada vez más viable y competitiva
Esta tendencia es especialmente cierto en el Estados Unidos, Australia y la Cuenca del Pacífico,
donde históricamente, los suministros existentes eran suficientes para satisfacer la demanda o
instalaciones se construyeron para transportar suministros importados (por ejemplo, Estado de
California Agua Proyecto, o Proyecto Arizona central de Arizona) Sin embargo, el aumento de la
población, junto con otras limitaciones de suministro de agua (contaminación, efectos climáticos,
el aumento de la calidad del agua regulación ción) ha combinado para producir una necesidad de
ampliación de suministros potable buenos ejemplos en los que estas presiones de suministro de
agua están siendo experimentados se encuentran en el sur de California, Florida y Texas El
situación en el sur de California es especialmente sensible, debido a una población en rápido
crecimiento y dependencia de los suministros importados de restricción Futuro o limitación de
esta oferta importada es posible, destacando así la creciente necesidad de independencia de los
recursos hídricos para el Sur de California
Tratamiento de ósmosis inversa usando membranas es un método común y eficaz de
desalinización narios agua de mar, debido a su capacidad para eliminar la casi totalidad
sustancias en el agua que se ha utilizado en las regiones áridas del mundo desde la década de
1970 a principios de agua de mar de desalinización mediante esta tecnología no baja de aliado
incluye filtración de pre-tratamiento, tratamiento de membrana de ósmosis inversa, y posttratamiento Esquemas previos específicos y post-tratamiento varían de una planta a otra,
dependiendo de la calidad del agua cruda, la calidad del agua terminado objetivos y requisitos del
sistema de distribución Hay muchos la calidad del agua ventajas para invertir desalación por
ósmosis, incluyendo su capacidad para tratar agua que estaba ante- ormente considerado
intratable Las desventajas incluyen la sensibilidad de la membrana a la suciedad y la ampliación
Co-localización de una planta desalinizadora de agua marina en una central eléctrica ofrece
varios beneficios, los cuales, debido a tomas de mar existentes y temperaturas más altas de los
efluentes de condensador, puede incluir el capital, de operación reducidos, y el poder cuesta Otro
beneficio importante es el potencial de salmuera común y refrigeración líneas de descarga de
agua, lo que puede ofrecer el medio ambiente, así como beneficios financieros
La calidad del agua de mar sin procesar es muy influyente en el funcionamiento de un
tratamiento SWRO faci- dad Con el fin de alcanzar las metas de calidad del agua terminados, es
vital tener un conocimiento integral y la comprensión de las características físicas, químicas y
biológicas del agua cruda, así como las posibles interacciones químicas Las características
generales de calidad de agua de agua de mar tienen sido previamente bien caracterizados, y los
principales constituyentes del agua de mar son el calcio cationes, magnesio, sodio, potasio, bario,
estroncio y el bicarbonato de aniones, sulfato, cloruro y bromuro Hay muchos otros componentes
menores que pueden ser de interés para desalinización, incluyendo sílice, boro, manganeso y
agua de mar características físicas también debe considerarse cuidadosamente cuando se emplea
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xx | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
ósmosis inversa temperatura de tratamiento de agua también afecta la eficiencia con membranas
voluntad realizar y ayuda a definir los requisitos de bombeo y costará El Limo Índice de
Densidad (SDI) es otro parámetro operacional común, que se utiliza para proporcionar una visión
en el potencial de ensuciamiento de la membrana del agua de mar
Contenido microbiano y las concentraciones también deben caracterizarse estar seguro de
que la eliminación de patógenos eficaz se consigue mediante el esquema de tratamiento
propuesto y que efectiva de la membrana
xix
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pretratamiento se proporcionó datos
Ocurrencia
de Giardia, Cryptosporidium, y los virus son
RESUMEN
EJECUTIVO
necesarias para determinar el log-eliminación requerida criterios de desinfección algas, bacterias
y sustancias húmicas presentes en el agua cruda puede aumentar la contaminación biológica en
las membranas de MF y RO Además, marino algas y diatomeas también pueden producir
biotoxinas dañinas cuyo comportamiento el tratamiento debe ser ca- racterizado para estar seguro
de que no suponen un riesgo para la salud en el agua potable acabado Otras contaminantes ese
debe examinarse son los hidrocarburos y otros productos químicos orgánicos e inorgánicos
sintéticos
La ósmosis inversa rechaza una gran proporción de agua de mar del afluente, que debido
al rechazo de soluto eficaz constituye un desperdicio salmuera concentrada La composición de
salmuera precisa y concentración tración depende de diseño y opciones de funcionamiento (ratio
de recuperación y tasas de flujo) y mar- prima la calidad del agua Eliminación de salmuera
concentrada a través de la descarga al mar puede plantear preocupaciones ambientales debido a
su alta salinidad y otros constituyentes del agua de mar concentrada Una ventaja significativa
para co-localización de las instalaciones de SWRO en plantas de energía es el uso de grandes
flujos de agua de refrigeración para la dilución, por tanto, aliviar las preocupaciones ambientales
La calidad del agua de permeado del proceso de SWRO es generalmente excelente, pero
tiene varias características únicas Ósmosis inversa es capaz de eliminar prácticamente todos los
agentes patógenos y compuestos orgánicos disueltos, incluyendo bacterias, virus, productos
químicos orgánicos sintéticos (SOC), y toxinas compuesto de película delgada (TFC) membranas
SWRO han sido probados para eliminar hasta 10-14 unidades log de virus Sin embargo, estudios
de desafío también han demostrado que, debido a las averías en la integridad física (por ejemplo,
líneas de pegamento defectuosos o conectores de junta tórica), algunos virus puede pasar al
membranas Desinfección subproductos (DBPs) pueden formarse durante el tratamiento, debido al
cloro inicialmente añadido a agua de mar en bruto durante el pretratamiento Debido a
concentraciones relativamente altas de bromuro en el agua de mar, SPD bromados pueden ser
problemático si SWRO permeado se mezcla con otro fuentes, sin embargo los datos de este
estudio no sugiere que esta será una SWRO tema Se espera que las membranas de rechazar una
parte significativa de cualquier DBPs formados Otros enfoques para la pre-oxidación incluyen
dióxido de cloro o adición de ozono, lo que puede dar lugar a la formación de DBP haluro
reducida organogénesis y puede elevar la formación de otros subproductos de desinfección,
incluyendo clorito, clorato y bromato de boro es otro constituyente de preocupación, porque las
membranas SWRO eliminar com- comparativamente menos boro que otros constituyentes
iónicos cargados boro tiene un nivel de acción de California (AL) de 1 mg / l, y la Organización
Mundial de la Salud ha recomendado que las concentraciones de boro en el agua potable no
exceda de 24 mg / L, disminuyendo así el boro como conductor de la salud pública para SWRO
tratamiento Sin embargo, boro puede tener efectos perjudiciales para la agricultura en
concentraciones por encima 05 mg / L de permeado concentraciones de boro pueden reducirse, si es
necesario, utilizando una segunda etapa de tratamiento componen de elementos de OI
adicionales o resinas de intercambio iónico
Se requiere post-tratamiento de permeado SWRO y depende en gran medida de mezcla
escenarios, método de desinfección, y los requisitos de calidad del agua del sistema de
distribución de la membrana RO tratamiento elimina prácticamente todas las especies químicas
que contribuyen a la alcalinidad y la dureza y se por lo tanto, altamente corrosivo tratamiento
adicional en el forma de la alcalinidad y la dureza Además se requiere para estabilizar RO
permeado para el control de la corrosión en los sistemas de distribución y control de la corrosión
se puede ayudar con el ajuste del pH, adición de inhibidores de la corrosión, o mezclando RO
impregnan con otra superficie, menos corrosivo o subterráneas metas precisas de calidad del
agua y la correspondiente requisitos de control de corro- pueden definirse mediante el uso de
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del Agua
Potable
índices
de corrosión comunes, tales como el Langlier
Saturación Index (LSI) y Larson Ratio de
agua tratada desinfección residual se puede lograr con los desinfectantes comunes, tales como
cloro o cloraminas Debido infiltrado de RO contiene muy bajas concentraciones de materia
orgánica, el uso de cloro libre es posible y no forma concentraciones apreciables de los SPD,
pero la conversión a cloraminas puede requerir un control estricto de las concentraciones de
amoníaco y bromuro de Las altas concentraciones de cloruro son firmas únicas de
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Resumen Ejecutivo | xxi
SWRO permeado; que también puede afectar a la corrosividad del agua termine Sin embargo, los
datos de este estudio sugiere que estabilizado permeado SWRO es menos corrosivo que el agua
superficial tratada adicional el tratamiento puede ser necesaria para reducir las concentraciones
de cloruro y bromuro Por último, debido a las altas concentraciones de sodio y cloruro en
permeado SWRO (a expensas de otra bivalente, rechazó más altamente aniones y cationes), las
características de sabor y olor de RO impregnan también puede tener que ser Minerales ajustado
(sales de calcio y magnesio), algunos de los cuales se agregan para per- estabilización Meate,
también puede tener que añadir para que el sabor del agua acabado aceptable consumidores
Una especificación de la calidad del agua desalinización de agua marina genérica se
presenta sobre la base de las tecnologías actuales de tratamiento, los resultados del estudio, y los
requisitos reglamentarios Esta especificación ayudará requisitos agua organismos de suministro
de marco para el diseño y la adquisición instalaciones, incluyendo la caracterización seawa- ter,
diseño de procesos, y la integración de tratar el agua de mar desalada en los sistemas de
distribución de suministro de agua potable existentes
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Capítulo 1 Revisión
de la Literatura *
Introducción
En todo el mundo, la demanda de agua potable continúan aumentando mientras fresca
contrato de suministro de agua, creando una necesidad inminente de fuentes alternativas de
desalinización de agua de mar agua ción es una solución resistente a la sequía que se ha utilizado
en muchas regiones costeras áridas en los últimos décadas Desalinización ofertas mayor fiabilidad a
los suministros domésticos de agua debido a que el suministro de agua de mar es casi inagotable,
sin embargo, los retos de calidad del agua de desalinización de agua marina presentarse a través
de una combinación de tecnologías de tratamiento avanzadas, una fuente única de suministro, y el
aumento del suministro de agua que utilizan los sistemas de distribución existentes
Estos desafíos se manifiestan cuando se consideran los requisitos para obtener la
aprobación de una nueva planta de tratamiento utilizando una nueva fuente de suministro, y
ponen de relieve la importancia de Desalinización contexto normativo local de los requisitos de
tratamiento no son directamente discutido en el Superficie regla de Tratamiento de Agua
(SWTR) La Agencia de Protección Ambiental (EPA) considerado el océano abierto de
profundidad y volumen suficiente de que era relativamente poco afectada por la escorrentía
superficial, y por lo tanto no era un "agua superficial" clásica La USEPA también tenía suficiente
confianza en las tecnologías de tratamiento anticipadas necesarias para desalinización de agua
marina en conjunto con la inactivación rápida y dilución de patógenos en el agua de mar para
indicar que la eliminación de patógenos requisitos del SWTR puede no ser aplicable el contrario,
la calidad del agua de la fuente del agua de mar también es altamente dependiente de la
ubicación de las tomas de planta y geomorfología local y estados primacía están facultados para
elaborar los reglamentos que son al menos tan estrictas como sus homólogos federales para
ejemplo, el Departamento de Salud Pública de California (DPH) ha escrito un protocolo para los
servicios públicos que se aplican a aprobar el agua de mar a efectos de agua potable, según el
cual, de que debido a que el océano es un suministro de agua de la superficie, aún es objeto de
evaluaciones de origen, aprobaciones de tecnologías alternativas , y otras consideraciones
especiales en un mínimo, nuevas plantas de desalinización en California tendrán que realizar
encuestas sanitarias y evaluaciones de agua de origen, y pueden tener para llevar a cabo estudios
especiales que evalúan características del agua de origen (por ejemplo, la toxina de algas
ocurrencia) y la distribución de agua del sistema calidad (por ejemplo, la formación Dbp
bromados)
objetivo
El propósito de esta revisión es para ayudar a identificar y añadir contexto a los
problemas de calidad del agua que se relacionan con el desarrollo de ósmosis inversa de agua de
mar (SWRO) tecnologías de desalinización para aumentación Menting agua potable existente
suministra el campo de la desalinización y la membrana tratamiento es muy desarrollado y ha
disfrutado de muchos años de investigación y difusión de los resultados, sin embargo,
desalinización de agua marina no es ampliamente empleado y su eficacia y el costo son
altamente dependientes de la nueva y las tecnologías emergentes Además, el aumento de los
suministros de agua potable es cada vez más Complicado por las normas de calidad de agua
nuevos y en expansión la Fundación de Investigación del Agua (Fundación) está patrocinando la
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investigación para evaluar las diversas implicaciones de calidad del agua de empleo de
desalinización de agua marina, incluidos los efectos de la calidad del agua de origen y variación,
efectos
*Los revisión de la literatura para este proyecto se llevó a cabo en 2002 y por lo tanto refleja las citas anteriores a
2002
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del Agua Potable
del tratamiento y después del tratamiento, y los efectos de la mezcla en sistemas de
distribución de la corrosión y Formación Dbp Esta crítica identificará brevemente el status
quo para el tratamiento de ósmosis inversa e identificar los problemas de calidad del agua que
son importantes para esta aplicación particular Tales temas incluyen:
•
•
•
•
•
Fuente de agua importante y el agua producto de los problemas de calidad
reciente agua de mar desarrollos membrana RO
La evolución actual de los sistemas de membrana integradas
Importante parámetros de diseño para Ro pretratamiento membrana
Nuevas consideraciones posteriores al tratamiento
Agua Temas relacionados con la calidad de
desalinización de agua marina agua de mar por ósmosis
inversa
Desalinización de agua marina normalmente se lleva a cabo por cualquiera de los
procesos térmicos o de membrana Los procesos térmicos incluyen flash multietapa (MSF) de
destilación y destilación múltiple efecto (MED) Estos procesos se utilizan normalmente en el
Oriente Medio y requieren vapor de una co-ubicada tratamiento de membrana típica planta de
energía procesos emplean el principio de ósmosis inversa (OI), una tecnología basada en el uso
de alta presión como una fuerza impulsora con una membrana para separar una alimentación de
solución salina en un producto y corriente de salmuera inversa ósmosis es un proceso
relativamente nuevo, con la primera a gran escala utilizar ocurre en la década de 1970, además,
una nanofiltración de dos etapas (NF) tratamiento de membrana proceso se está desarrollando
como una técnica de desalinización de agua marina
Las membranas representan un método muy atractiva de la producción de muy alta
calidad del permeado para uso potable porque constituyen una barrera física relativamente
uniforme y robusta para espe- tarde y membranas de transporte de soluto se caracterizan por ya
sea la abertura de tamaño de poro nominal (dimensiones de longitud) de la membrana o el peso
molecular nominal de las moléculas rechazados por la membrana (o peso molecular de corte,
MWCO, dimensiones de unidades de masa atómica, uma, o daltons) En ambos casos, en realidad
hay una distribución de tamaño limitado por el tamaño nominal declarado y las dimensiones
indicadas se aplican sólo a las condiciones estándar que se utilizaron para caracterizar la
membrana inversa membranas de ósmosis conservan casi todos los iones y el agua pasa a través de
la membrana semipermeable mediante la aplicación de una presión que excede la presión
osmótica de la solución salina Mecanismos de rechazo son complejos y dependiente del tiempo,
donde generalmente, solutos son físicamente rechazado por exclusión de tamaño si son más
grandes que el MWCO nominal de los solutos de membrana también son rechazadas debido a las
interacciones químicas con la capa de membrana y el ensuciamiento, que incluyen precipitación
y el rechazo debido a la electrostática repulsión de superficies como cargada Finalmente, soluto
transporte a través de la membrana está limitada por la velocidad de difusión, que es una función
del soluto concentraciones a cada lado de la membrana
Membranas de ósmosis inversa actuales tienen típicamente valores de MWCO de
aproximadamente 100 amu (0001 micras), por lo tanto, prácticamente todas las bacterias, virus y
toxinas deben ser también retenido detrás de la membrana Dependiendo del tipo de membrana de
ósmosis inversa, el contenido de sal de la la fuente de agua, y la cantidad de presión aplicada,
entre 20 y 70% del agua de alimentación serán descargado a residuos en la corriente de salmuera,
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Capítulo 1: Revisión de la
|3
con y recuperación proporción de 50% siendo bro típico reciente literatura
brana composiciones
y
configuraciones (RO fibra hueca) pueden permitir relaciones de recuperación se acerca 60% y
mejorar la economía de SWRO el contrario, los ratios de recuperación más bajas pueden producir
una más energía El proceso eficiente presión necesaria para empujar el agua de mar a través de
los rangos de membrana de 800 a 1.180 psi (buros y yacoub 1,989)
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RO instalaciones de tratamiento de membrana son generalmente compuestos por filtros
de pre-tratamiento, bombas de alta presión, un conjunto de membrana RO y post-tratamiento
(Cifra 11) Membranas de ósmosis inversa son hizo en varias configuraciones, pero los dos que son los más
populares para el uso comercial son espiral herida y configuraciones de fibras huecas (Buros y
Yacoub 1989) Los dos materiales más populares para incluir la membrana de acetato de celulosa
y el compuesto de película delgada (TFC) de poliamida
SWROisarobustwatertreatmentprocesswithseveraluniqueadvantagesanddisadvantages
Ventajas:
•
•
•
•
•
•
•
•
El sistema de procesamiento es simple; el único factor que complica es encontrar o
produciendo un suministro adecuado de agua de alimentación para reducir al
mínimo la necesidad de limpieza frecuente de las membranas
Los sistemas pueden ser ensamblados a partir de módulos pre-empacados para
producir un suministro de agua de producto que van desde un par de galones por día
(GPD) a varios millones de galones diarios (MGD)
Instalación los costos son bajos
RO plantas tienen una proporción muy alta de espacio / capacidad de producción
RO tecnologías pueden hacer uso de la utilización de una fuente de agua casi ilimitada y
fiable
RO tecnologías pueden ser utilizadas para eliminar los contaminantes orgánicos e
inorgánicos
Aparte de la necesidad de disponer de la salmuera, RO tiene un impacto medioambiental
insignificante
La tecnología hace mínimo uso de productos
químicos Desventajas:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
los membranas son sensibles al abuso
El agua de alimentación por lo general tiene que ser tratado previamente para
eliminar las partículas y prolongar la vida de la membrana
Puede haber interrupciones del servicio durante el tiempo tormentoso que
pueden aumentar de partículas re-suspensión y la cantidad de sólidos
suspendidos en el agua de alimentación
Operación de una planta RO requiere un alto nivel de calidad de los materiales y equipos
Un amplio inventario de repuestos se debe mantener, especialmente si las plantas
son de fabricación extranjera
Salmuera debe ser cuidadosamente eliminados para evitar los impactos ambientales
nocivos
Hay un riesgo de contaminación bacteriana de las membranas; mientras que las
bacterias se retienen en la corriente de salmuera, el crecimiento bacteriano en la
membrana en sí misma puede introducir sabores y olores en el agua producto
RO tecnologías requieren una fuente de energía fiable
Tecnologías de desalinización puede ser costoso en comparación con otros
métodos de tratamiento de agua
Calidad del agua de mar
Un factor importante en el diseño de SWRO es la calidad prima agua de mar, si el
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |5
producto químico, físico y características biológicas del agua de alimentación
tendrá una
profunda influencia en los parámetros de diseño, procesos de limpieza de membrana, y la
operación de plantas de tamaño de la bomba, elemento de membrana configuración, y la calidad
del agua terminado son todas las funciones del total de agua de mar de sólidos disueltos (TDS)
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6 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
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valores Además, los efectos del medio marino que rodea la toma de agua cruda tienen un impacto
agudo sobre la contaminación biológica de las tuberías, bombas, y otras estructuras de la planta
dos tipos de bro brana incrustaciones predominante en RO sistemas, la formación de
incrustaciones y componentes de calidad contaminación biológica del agua típica (TDS, dureza,
pH, etc.) son importantes para el diseño de la planta de tratamiento de ósmosis inversa, pero
varios constituyentes del agua de mar únicas pueden controlar el diseño de plantas y terminó la
calidad del agua Estos constitucional padres contribuyen a la formación de escala y tienen
grandes concentraciones de agua de mar en comparación con la superficie típica y las aguas
subterráneas:
•
•
•
Bario y estroncio,
Boron, y
Bromuro
Varios parámetros de calidad de agua de mar son importantes para el crecimiento de
organismos incrustantes y están relacionados con el ensuciamiento potencial, tales como la
temperatura, conductividad, pH, sólidos suspendidos totales, y la clorofila Además, las regiones
costeras en, áreas urbanas altamente desarrollados son susceptibles a superficie y el
escurrimiento de las aguas pluviales y las cuestiones tales como la sedimentación, nutrientes y
patógenos de carga, y el hábitat pérdida
Características químicas
Composición química del agua de mar varía entre los lugares geográficos en el mundo,
con variaciones bles notarios observados con el Golfo Pérsico y las costas este y oeste de los
Estados Unidos (Tabla 11) El océano Atlántico es de aproximadamente 7% más salino que el
océano Pacífico, pero como con la mayoría agua de mar, el radio de sodio al cloruro es constante
debido a la limitada entrada de agua fresca, limitada circulación de agua de mar, y las grandes
superficies para la evaporación, algunos mares pueden mostrar grandes aumentos en salinidad
Tanto el Mar Rojo y el Golfo han aumentado la salinidad en comparación con "el agua de mar
normal" Además, cerca afluencia de agua dulce pueden disminuir la salinidad Por ejemplo, el
agua de mar 25 MGD desaladora está construyendo cerca de Tampa, Florida muestra las
variaciones de salinidad de temporada de 18 mil a 32 mil TDS, como resultado de un flujo río
cerca de la toma de agua marina (http: // www-tecnología del agua
net / proyectos / Tampa /)
Mineral escala se compone de sales poco solubles, tales como carbonato de calcio,
hidróxido de magnesio, sulfato de estroncio, sulfato de bario, sulfato de calcio, y otros depósitos
de como sílice, Hombre- manganeso óxidos y óxidos de zinc Estos depósitos suelen ser los tipos
más molestos de incrustantes para RO membranas Conocimiento de las constantes de solubilidad
de los minerales y sales comunes es muy importante en el diseño de una planta de desalinización
RO para asegurar la limpieza y mantenimiento Los principales constituyentes del agua de mar y
de su contenido se muestra en Mesa 11 y Figura 12 Más de 997% de la sales disueltas en el agua
de
mar se (Mg2
componen
sólo 7(Ca2
especies
iónicas;(K
de +),
sodio
(Na +),
magnesio
+), dedecalcio
+) y potasio
cloruro
(Cl-), sulfato (SO4
)Y
bicarbonato
2-
-
carbonato (HCO3 ) Otros constituyentes importantes que se producen en las concentraciones de
ppm o ppb incluyen sílice (Si) de manganeso (Mn), plomo (Pb), oro (Au), hierro (Fe), y yodo (I)
El manganeso también está presente en muchos sales en las membranas de ósmosis
inversa de agua del océano por lo general rechazan la mayoría de las concentraciones de
manganeso, pero si sales de manganeso han causado ensuciamiento de la membrana, que pueden
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Capítulo 1: Revisión de la
Ser eliminado de la membrana con una base débil
literatura |7
La sílice está presente en el agua de mar en concentraciones bajas y normalmente no
presentan un ácido monosilícico problema de escala (Si (OH) 4) es la forma de sílice que se
encuentra más comúnmente en diluida ensuciamiento soluciones de sílice puede ocurrir en las
membranas de ósmosis inversa cuando se supera el límite de solubilidad de la sílice
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8 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 1.1
Constituyentes de agua de mar y en todo el mundo variación
Constituyente
Unidades
De sodio (Na+)
El magnesio (Mg2)
El calcio (Ca2)
El potasio (K+)
mg / L
g/L
mg / L
mg / L
-
Cloruro (Cl )
Sulfato (SO -2)
4
El bicarbonato (HCO -)
3
Estroncio (Sr-2)
El bromuro (Br-)
Silicato (SiO -2)
3
Total sólidos disueltos (TDS)
Como
segundo
F
Los
catione
s
Agua Fuente
Típico agua de
Árabe agua de mar del
mar
Golfo
10556
15850
1.262
1765
400
500
380
460
Los
aniones
mg / L
18980
mg / L
2649
mg / L
140
mg / L
13
mg / L
sesenta y cinco
mg / L
1
mg / L
34483
Oligoelementos seleccionados
mg / L
0003
mg / L
46
mg / L
13
23000
3200
142
80
15
45000
Fuente: Cotruvo 2005
o se permite a co-precipitar con otros minerales El límite de solubilidad de la sílice se ve afectada
por las concentraciones de calcio y magnesio en el agua de alimentación, ya que catalizan la
reacción de polimerización de sílice disuelto de sílice puede ser removido de las membranas con
agua del grifo a baja con- concentraciones, pero requiere la limpieza con un detergente ácido a
concentraciones más altas Un estudio encontró que los sistemas de ósmosis inversa que operar
con concentraciones de sílice iniciales más altos pueden tener menos de sílice ensuciamiento
debido a un aumento en la concentración de sílice coloidal, lo que crea un depósito de sílice más
poroso en la superficie de la membrana (Sheikholeslami y Tan 1999)
Metal de adsorción directamente a superficies de la membrana también puede provocar el
ensuciamiento y la pérdida de permeabilidad capacidad Un ejemplo es cobre, que forma
complejos con grupos amino de la membrana y puede causar una disminución significativa en la
tasa de flujo de permeado El cobre puede ser retirado de la membrana con una BASIC lavado
(pH ~ 11), que puede restaurar membranas de ósmosis inversa de flujo de la membrana por lo
general rechazan metales tales como hierro, plata, y mercurio en proporciones similares a calcio y
magnesio
Total Carbono orgánico (TOC) se utiliza a menudo como una medida general de la
cantidad de materia orgánica material presente en Las sustancias húmicas agua fuente, son por lo
general el material orgánico más común encontrado en el agua de mar, y por lo tanto puede ser la
causa más importante de la contaminación biológica en agua de mar RO plantas húmicos
sustancias de la superficie de la membrana "condición", sobre la que otros húmicos, bacterias, etc
totalizará Orgánica Carbon (TOC atar y aumentar el crecimiento de biopelículas Curiosamente,
impregne caudales disminuyen cuando las sustancias húmicas están presentes tanto en bajo y alto
pH membrana Básica pueden ser lavados utilizado para eliminar las sustancias húmicas y
restaurar la permeabilidad de la membrana
El agua de mar también contiene gases disueltos, tales como nitrógeno, oxígeno, dióxido
de carbono, y posi- sulfuro de hidrógeno blemente Cuando la cantidad de gas que entra en el
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura
agua es igual a la cantidad que abandona la superficie, el agua se considera
que|9está saturado a
una temperatura y salinidad superficie dada agua de mar por lo general está saturado con los
gases atmosféricos como el nitrógeno y el oxígeno La cantidad de
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10 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
gas que poder disolver en agua de mar está determinada por la temperatura del agua y salinidad
aumento de la temperatura o la salinidad ("salting out") reduce la cantidad de gas que se puede
disolver
Características físicas
Muchas aguas marinas en climas templados experimentan bastante grandes variaciones, a
unos 10 ° C, la temperatura del agua de durante las diferentes épocas del año las temperaturas
pueden ser muy influencia cial en los procesos de tratamiento de membrana, donde un cambio
del 3% en el flujo puede dar lugar a todo aquel ° C cambio en la temperatura temperatura del
agua puede también tienen un impacto significativo en el crecimiento y la proliferación de
organismos de incrustación biológica Por ejemplo, las plantas de ósmosis inversa que tratan el
agua más caliente son más susceptibles a la incrustación durante todo el año, mientras que los
que tratan aguas más frías por lo general experimentan bio- ensuciamiento principalmente
durante los meses de verano (Abdul Azis, Al-Tisan y Sasikumar 2001)
La concentración de sólidos suspendidos totales (TSS) en agua cruda tiene un impacto
significativo en ensuciamiento de la membrana Si una ingesta de desalinización RO está situado
de modo que la corriente dominante lleva grande cargas de partículas y compuestos orgánicos en
suspensión en la ingesta, la membrana RO más probable incurrir aumento de ensuciamiento
(Abdul Azis, Al-Tisan y Sasikumar 2001) Densidad Silt Index (SDI) pruebas son realizado en
aguas de mar crudos antes del tratamiento RO, y son una estimación de la cantidad de coloidal y
las partículas en el agua valores SDI puede proporcionar alguna información sobre el potencial
de ensuciamiento de las diferentes fuentes de agua, y se deriva de las tasas de flujo logra al pasar
el agua pretratada a través de un 045 filtro de micras, con intervalos de tiempo El estándar más
utilizado para la IDE se basa en los valores obtenidos después de 15 minutos de filtración y se
denota como SDI (15 min) Superior SDI los valores son generalmente indicativos de mayor
ensuciamiento potencial espiral membranas de la herida puede normalmente soportar valores
SDI hasta 5, y SDI se requieren valores entre 3 y 4 para bro de fibra hueca branas SDI valores
superiores a 4 se han correlacionado con una mayor productividad de algas e inferior valores SDI
permear pH del agua de mar típica oscilan entre 4 y 20
Características Biológicas
No se espera que los organismos patógenos (bacterias, protozoos y virus) para sobrevivir
durante largos períodos de tiempo en el agua de mar debido a la inactivación causadas por la
radiación UV y la disrupción celular por alta salinidad contrario, relativamente bajas
temperaturas en el agua de mar sirven para prolongar pato- Los virus de supervivencia
generación son una preocupación potencial para SWRO debido a su capacidad de supervivencia
relativa en el medio natural y su tamaño muy pequeño (diámetros de 20 a 100 nm) Los virus
requieren anfitriones para replicar y son inertes en el entorno natural Aunque la mayoría de las
áreas del océano no tienen altas concentraciones de virus, áreas cerca de los emisarios de aguas
residuales, otras descargas, y cerca de desagües pluviales pueden ser impactados Hay más de 100
tipos de virus que se encuentran en humanos los residuos que se puede transmitir a otra los seres
humanos a través del agua Los virus entéricos son la principal causa de la enfermedad en los
seres humanos, e incluyen el virus Norwalk, rotavirus, y diversas formas de virus de la hepatitis,
adenovirus, y enterovirus Los adenovirus se han identificado positivamente en las
desembocaduras de cuatro ríos principales del sur de California (Jiang, Noble, y Chu 2001) Estos
virus son responsables de gastroenteritis en los niños, y los adenovirus también pueden causar
enfermedades respiratorias, y puede transmitirse por inhalación del aerosol
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura
Contaminación biológica de las membranas de ósmosis inversa
y las |11
membranas de
pretratamiento puede ser causada por numerosos organismos, incluyendo bacterias, diatomeas
bentónicas, algas filamentosas, protozoos, hidrozoos, nemátodos, crustáceos y demás fauna
marina La presencia de estos organismos en el agua de mar será mucho
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12 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 1.2
Rango esperado de ATP, TDC, y HPC en agua de mar
Parámetro
Trifosfato de adenosina (ATP), pg ATP / cm2
Total recuento de células directa (TDC), las
células / cm
Recuento
de2 placa heterotrófica (HPC), UFC /
2
cm
Rango
20-45,000
1 107-2  109
3 103-3  107
Fuente: Vrouwenvelder y van der Kooij 2001
afectar el crecimiento de biopelículas en las estructuras de toma, y la posibilidad de
contaminación biológica (Abdul Azis, Al-Tisan, Sasikumar y 2001)
Los parámetros de biomasa en el agua de alimentación se muestran en Cuadro 12, trifosfato de
adenosina (ATP), el total de recuentos de células directos, y recuentos de placas heterotróficas (HPC)
fueron examinados por más de 30 plantas de SWRO, y puede ser directamente comparado con los
parámetros de funcionamiento (flujo normalizado, presión caída, etc,) Alimentar También se
analizó el agua de carbono asimilable orgánica (AOC) y la tasa de formación de biopelículas
Los resultados de este estudio mostraron que se produjo la contaminación biológica
severa cuando la tasa de formación de biopelículas superó 120 ATP pg / cm2 y / o la
concentración de carbono orgánico asimilable fue mayor que 80 mg C / L También encontró que
incluso niveles bajos de materiales biodegradables en el agua de alimentación causado biofouling
Biofouling ocurrieron en el 93% de las instalaciones analizadas
Algas Toxinas
Un número limitado de algas marinas, incluyendo algunas especies de dinoflagelados,
diatomeas y algas verde-azuladas, pueden producir metabólicamente una variedad de compuestos
altamente tóxicos colectivamente llamados biotoxinas fitoplancton pueden liberar algunas de
estas toxinas peligrosas en el agua co- UMN o retenerlos intercelularmente Biotoxinas que se
conservan se acumulan en la cadena alimentaria como peces, mariscos, y otros de mayor nivel
trófico organismos consumirlos Problemáticamente, pescado y Shell- peces son por lo general no
visiblemente afectados por biotoxinas, pero los organismos superiores de la cadena alimentaria,
como mamíferos marinos y los humanos, pueden llegar a ser muy enfermo o incluso morir
biotoxinas marinas sólo puede detectar a través de análisis de laboratorio avanzado, incluyendo
HPLC y técnicas de ELISA
De vez en cuando, las condiciones de calidad del agua promoverán una alta tasa de
crecimiento de fitoplancton, lo que puede causar la formación de densas floraciones de algas, a
veces producir colores vivos ("mareas rojas") Condiciones de Bloom son peligrosos para la vida
marina, y las concentraciones de toxinas de algas pueden acu- mular a niveles peligrosos Una
conocida "marea roja" frente a las costas de Florida y Carolina del Norte son floraciones de los
dinoflagelados tóxicos Gymnodinium breve algas fueron traídos a la atención del sur de
California, cuando los leones marinos lavan en la orilla de las playas de Los Ángeles y Ventura
Condados Estos animales resultaron ser enfermo de una toxina llamada ácido domoico, un alga
toxina producido por la diatomea, Pseudo-nitzschia (Scholin et al 2000)
Toxinas de algas se clasifican habitualmente según sus efectos observados en los seres
humanos después de consumo de mariscos (pescado o mariscos marinos) y el organismo marino
causal (Mesa 13)Estas clasificaciones son:
•
•
Intoxicación paralítica por mariscos (PSP)
Intoxicación diarreica (DSP)
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•
•
•
Amnésica Mariscos Envenenamiento (ASP)
Intoxicación neurotóxica (NSP)
Envenenamiento Fish Ciguateric (PPC)
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |13
14 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 1.3
Típico toxinas de algas marinas y su representante estructuras
Toxina
nombre
Toxina
clase
Representante
géneros (spp)
Las
cianobacterias:
Microcystis
Anabaena
Nodularia
Anatoxin
a (MW =
165 a
280)
Aprox LD50
(mg / kg)
20
Saxitoxina
(PM = 199)
PSP
Dinoflagellate:
Alexandrium
Gymnodinium
10
Brevetoxin
a (MW =
897-1055)
NSP
Dinoflagellate:
Gymnodinium
No fatal
ÁSPID
Diatom:
Pseudo-Nitzschia
1000
PPC
Dinoflagellate:
Gambierdiscus
005
DSP
Dinoflagellate:
Dinophysis
Prorocentrum
192
El ácido
domoico
(PM = 311)
La
ciguatoxin
ay
maitotoxin
a
Ácido
okadaico
Estructura representativa
Fuente: Carmichael 1994, Van Dolah 2000
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |15
Otro esquema de clasificación para toxinas de algas es su modo de toxicidad, que incluye
hepatotoxinas (que afecta al hígado) y neurotoxinas (que afecta cerebro y la función
neuromuscular) Los compuestos particulares producidas por algas que provocan estos efectos
son complejas y variadas, pero por lo general poseen grupos funcionales que imitan las proteínas
y las enzimas y se unen a receptores que
(1) puede controlar los canales de sodio y calcio (tanto sinápticas y neuromusculares), (2) puede
causar hemorragia hepática, y (3) afectan a la acetilcolinesterasa y de la fosfatasa de unión Los
tipos de com- libras que la función de esta manera puede ser generalmente clasificada como
incluyendo péptidos cíclicos, alcalina loids, poliéteres, y lipopolisacáridos
La conformación exacta y el modo de actividad bioquímica es importante para evaluar
toxicidad dad, pero menos importante para evaluar el comportamiento durante la membrana de la
eliminación de toxinas a través de un tratamiento bro brana tratamiento será una función del
tamaño de la toxina, el peso molecular (MW), polaridad, y la carga, y la mayoría de las toxinas
son grandes lo suficiente como para estar bien rechazado por las membranas de ósmosis inversa
(Cuadro 13) Nente Química sición puede tener un papel en la evaluación de la conducta de la
toxina durante la desinfección, donde hay conflicto evidencia sobre la reactividad de la toxina
con neurotoxinas de cloro derivados de circinalis Anabaena fueron encontrados para resistir la
oxidación de cloro, mientras que la actividad deriva de hepatotoxina Nodularia y Especies
microcistina disminuyeron en condiciones similares (Nicholson, Rositano, y Burch 1.994) Otros
estudios observado que el cloro no tuvo efecto sobre la saxitoxina y la toxicidad derivada
microcistina- (Hitzfeld, Hoger, Dietrich y 2.000; Tsuji et al 1997) Se se ha demostrado que la
especiación de cloro Es importante para la desintoxicación (se requiere ácido hipocloroso) y se
ha especulado que la cloro a la proporción de la toxina Es importante parte de la investigación
relativa a las toxinas de algas se ha centrado en las especies de algas prevalentes y toxinas que
son típicos en las fuentes de agua dulce, y las necesidades de investigación se han identificado
para el estudio de la conducta y la identificación de las algas marinas y sus metabolitos También
se requiere de investigación para estos temas que se relacionan con el comportamiento de la
toxina en el agua del mar desalinización proceso
Hidrocarburos
El agua del océano está sujeta a la contaminación de hidrocarburos (petróleo crudo o
combustible) de petróleo en alta mar derrames y aguas pluviales de escorrentía La Planta de Ras
Abu Jarjur RO en Bahrein utilizado filtros de carbón activado para el adsorción de hidrocarburos
antes de la membrana de pretratamiento resultados de los experimentos sobre los efectos de los
hidrocarburos en las membranas de ósmosis inversa se han mezclado, con la exposición a
determinados hidrocarburos que causa grave disminución en el rendimiento de desalinización de
membrana Un estudio encontró que hidrocarburos puros en una causa emulsión reducen en gran
medida las capacidades de desalinización RO de membrana, mientras que los hidrocarburos en
solución en la fase acuosa no causaron reducciones graves en la membrana rendimiento
Permeado la Calidad del Agua
Tratamiento de ósmosis inversa es un proceso de tratamiento robusto que resulta en
permeado de muy alta calidad La firma química del agua terminado derivado de SWRO depende
de configuración de membrana ración, el grado de tratamiento de membrana, y el grado de postestabilización Todas las aguas acabados de una sola pasada SWRO serán, como mínimo, estar
compuestos por:
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16 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
• Valores de TSD que oscilan aproximadamente entre 200
•
•
a 500 mg / L
El TDS será casi completamente compone de NaCl
los permear contendrá concentraciones moderadas de bromuro y boro
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |17
•
El permeado contiene concentraciones muy bajas de carbono orgánico disuelto
(DOC)
De paso doble o doble pase SWRO permeado parcial pueden ser diseñados para producir
casi cualquier nivel deseado de TDS, bromuro, cloruro y boro para usos más exigentes o
restringidos
Al igual que todos los acabados el agua potable, permeado SWRO tendrá que cumplir
con las siguientes normas actuales e inminentes, incluyendo:
•
•
•
•
•
•
Enhanced Superficie del agua Reglas Tratamiento (norma IESWTR, LT1ESWTR y
LT2ESWTR)
Desinfectante / Desinfección Reglas Subproductos (Etapa 1 DBPR y Etapa 2 DBPR)
Total Regla de Coliformes (TCR)
Plomo y Cobre (LCR)
Los radionucleidos Regla
Todas Niveles Máximos de Contaminantes Primaria y Secundaria (MCL)
Dada la naturaleza del tratamiento previo de filtración de ósmosis inversa y desinfección
química (inactivación), plantas de SWRO deben cumplir fácilmente los requisitos de eliminación
de patógenos, y membranas intactas deberían proporcionar una barrera adicional y ha añadido la
eliminación de patógenos mismo modo, sustancial naturales extracción orgánica por las
membranas debe permitir tiempos de contacto de desinfección extendidos, limitar la PAD la
formación, y el resultado en muy bajo DBP concentraciones de las más significativas de la
calidad del agua tratada desafíos para SWRO implicarán (1) adecuada posterior a la
estabilización y la compatibilidad de los sistemas de distribución, (2) el rechazo de la membrana
de los oligoelementos con MCL, (3) permear bromuro concentraciones ciones y la posible
formación de subproductos de desinfección bromados, y (4) permear concentraciones de boro
La eliminación de patógenos
Una cuestión importante que debe ser considerado cuando la desalinización de agua de
mar es la habilidad de las membranas de ósmosis inversa para retener eficazmente patógenos
peligrosos y evitar que pasen a las membranas y que se producen en el agua tratada Aunque las
membranas en un tratamiento de ósmosis inversa sistema no se basó en los créditos de
desinfección, la acumulación de patógenos y potencial bro brana o incumplimiento recipiente de
presión representa una preocupación legítima mayoría de la investigación realizada en la
habilidad dad de RO eliminación de patógenos de membrana se ha realizado en el contexto del
tratamiento de aguas residuales con fines de reciclaje de agua
Se han realizado estudios de desafío microbiano limitadas realizado utilizando
membranas de ósmosis inversa; sin embargo, aquellos que se han realizado han demostrado que
algunos virus todavía estaban presentes en RO permeado (Prats, Chillon-Arias, y RodríguezPastor 2000) Se especula que nismos nismos se abrieron paso a través de la membrana de
ósmosis inversa mediante interconexiones defectuosos, juntas tóricas, líneas de pegamento
imperfectos que unen las láminas de membrana, o simplemente a través de una estructura de
membrana degradada
Un estudio a escala de banco examinó rechazo virus por membranas de ósmosis inversa
debido a la estructura de la membrana, no de interconexiones defectuosos o línea de cola
imperfecciones Cinco membranas de ósmosis inversa se utilizaron para el estudio; tres de los
cuales eran membranas de poliamida fina película de material compuesto y dos ese fueron
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18 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable de acetato de celulosa microorganismo recomendado
membranas
por la USEPA para el desafío
experimentos, el colifago MS2, se utilizó para el estudio piloto debido a su pequeño tamaño
(similar a la polio y hepatitis) y porque No es un patógeno humano membranas de película
delgada retiran entre 10 y 14 registros de virus y las membranas de acetato de celulosa retiran
entre 3 y 4 registros de virus Este
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |11
estudio concluyó que los virus fueron recuperados en RO permeado de algunas membranas, y
que no había una gran cantidad de variación en el rendimiento entre los fabricantes de
membranas (Adham et al 1998)
Otra espiral estudio desafío utilizando herida membranas de ósmosis inversa examinaron
la eliminación eficiencia de acetato de celulosa y poliamida membranas de RO-película
compuesta delgada con respecto a la Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum y muestras MS2
se tomaron a intervalos de 15 minutos después de los retos de microorganismos se iniciaron las
tasas de eliminación de MS2 para ambos tipos de RO membranas promedio de entre 3 y 4 logs,
mientras que Giardia y Cryptosporidium se reducen tanto por 4 a 5 órdenes de magnitud por
ambos tipos de membranas de ósmosis inversa Tanto Giardia y Cryptosporidium se observaron
en el efluente RO, que no debería haber ocurrido debido a que ambos organismos son más
grandes que los tamaños de poro nominales de las membranas de ósmosis inversa Sin embargo,
las membranas contienen en realidad una distribución de tamaños de poros, y el análisis ulterior
de las membranas revelaron fugas en las líneas de pegamento y conectores finales tóricas
Desinfección
La cloración es la técnica más común para la desinfección infiltrado de RO cuando se
utiliza agua para el agua extendido tiempos de contacto de cloro potable domésticos son posibles
debido a la baja orgánico concentraciones de materia y bajo potencial de formación de la PAD en
el cloro permeado se pueden añadir utilizando cloro (Cl2) de gas o una solución acuosa de
hipoclorito de sodio (NaOCl) La eficacia de la desinfección con cloro es controlada en gran
medida por el pH, tiempo de contacto, y la temperatura En una encuesta realizada a nivel
nacional, el 70% de las plantas de ósmosis inversa encuestados gas cloro utilizado como
desinfectante, aunque esta distribución cambiará en el futuro a medida que los servicios públicos
consideran los riesgos que implica almacenamiento de gas cloro
Subproductos de desinfección
Subproducto de desinfección del agua de mar (DBP) potencial de la formación no se
elimina completamente por el proceso RO La cantidad de cloro añadido en el pre-tratamiento y
post-tratamiento, orgánico total contenido de carbono del agua de mar en bruto, y la
concentración de bromuro afectan a todos DBP formación poten- cial en instalaciones RO agua
desalada puede agregar cloro para mitigar la contaminación biológica antes y durante
pretratamiento Por lo tanto, cloro tendrá algún tiempo para reaccionar con la materia orgánica en el
agua cruda para formar DBP Sin embargo, el contenido de materia orgánica del agua de mar es
típicamente menor que la de superficie típica frente a las aguas, y las membranas de ósmosis
inversa rechazará una parte sustancial de cualquier DBPs formados durante pretratamiento
El agua de mar contiene altas concentraciones de bromuro, causando DBPs bromados a
ser más común en el proceso de ósmosis inversa que los subproductos de desinfección con cloro
por lo general se forman durante cloro tratamiento de aguas superficiales añadido durante el
pretratamiento se oxidar el ion bromuro de iones hipobromito Hipobromito iones pueden
reaccionar con la materia orgánica para producir trihalometanos bromados (THM) tal como
bromoformo, dibromoclorometano, y monobromodichloromethane Pre agua cruda tratado con
cloro en un estudio piloto encontraron que THMs aumentó con el aumento de iones bromuro de
proporción de cloro cuando se fijaron las concentraciones de materia orgánica Este estudio
también concluyó que la porcentaje de reducción para potencial de formación de THM fue
similar a la relación de rechazo de cloruro y otra inorgánico constituyentes
Total Formación de THM en las instalaciones de desalación de agua de mar se fue de 20
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12 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
mg /Potable
L de alimentación clorada agua y 28 g / L de cloro
permeado RO (Tanaka et al 1994) Marin
County (California)
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |13
llevado a cabo un piloto estudio para examinar la calidad del agua del RO permeado por dos
membranas diferentes Las membranas de ósmosis inversa piloto realizadas con carácter
excepcional, incluso con clorada THM del agua de origen potenciales for- mación eran cero en la
primera muestra de permeado RO membrana y entre cero y 80 mg / L para el otro Otro estudio
piloto similar concluyó que las concentraciones de triha- totales lomethanes (TTHMs) y ácidos
haloacéticos (HAA) en clorada RO impregnan y en agua mezclada fueron significativamente
menores que los niveles regulados; Por lo tanto, el cloro se considerará seguro para el
tratamiento de agua desalada y agua mezclada
Algunas utilidades han reducido al mínimo la formación de THM en el RO agua desalada
mediante la desinfección de la agua con cloraminas en lugar de cloro libre Se ha demostrado que
es importante para producir la monocloramina, que es la forma de cloraminas que el biocida es
más eficaz (Adham et al 1998) Otros han reducido la formación de TTHM utilizando dióxido de
cloro como una alternativa porque Formación de DBP cuando se utiliza dióxido de cloro es
mucho menor que la observada cuando se utiliza cloruro de libre rine Un estudio encontró que la
desalinización de agua marina no THM se producen cuando el agua de mar cruda era tratada con
dióxido de cloro o cuando permeado RO de agua de mar se trató con dióxido de cloro Este
estudio también examinó el efecto del dióxido de cloro en la integridad de la membrana, que
demostraron que no se observaron efectos adversos del dióxido de cloro oxidación inducida
(Adham et al 1998)
Boro
El boro es un constituyente de preocupación, ya que actualmente tiene un Nivel de
notificación de 1 mg / L en el estado de California (CA) como contaminante de interés actual,
con un criterio de valoración de la salud no cáncer Permeado concentraciones de boro también
será una preocupación para la agricultura, ya que un poco de fruta común y los árboles de frutos
secos (por ejemplo, aguacate, naranja, uva, nogal, pacana) son sensibles a concentraciones de
boro en el intervalo de 05 a 10 mg / L La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha
establecido también 05 ppm como el no observada nivel de efectos adversos (NOAEL) para el
boro, pero ha emitido un valor guía revisada de 24 mg / L que se encuentra en un período de
comentarios de boro puede causar irritación gastrointestinal con a largo plazo la exposición a
concentraciones relativamente altas, y en estudios a largo plazo el uso de animales de
laboratorio, masculina efectos reproductivos se observaron (Alawadhi 1.997)
El boro es una base débil con un pKa de 88, y se produce en el agua de mar como ácido
no cargado (neutro) bórico, B (OH) 4 tradicional tratamiento SWRO sola pasada típicamente
alcanza hasta eliminación de boro 90%, dependiendo de las condiciones de operación La
capacidad de las membranas de ósmosis inversa para rechazar boro en gran medida depende de
las tasas de flujo, la temperatura del agua de alimentación, y el pH permeabilidad de la
membrana aumenta (debido a una mayor temperatura del agua, etc) también aumenta la
permeabilidad al boro, y mayores tasas de flujo puede dar lugar a un aumento de concentraciones
de boro eliminación adicional de boro se puede conseguir usando una etapa segunda de
cualquiera de membranas de ósmosis inversa o resinas de intercambio iónico elevar el pH se
traducirá en un aumento de las concentraciones del anión borato, y el rechazo de la membrana
mejorará Por encima de valores de pH de 95, los aumentos de eliminación de manera
espectacular, con 100% de eliminación se produce en un valor de pH de 105 (Tanaka et al 1994)
La mezcla con el agua superficial fue elegido en última instancia para reducir las
concentraciones de boro en el agua tratada en la (Japón) instalación de SWRO Okinawa
(Alawadhi 1.997)
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14 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable
Traza
Metales
Algunos metales traza, como el arsénico y el selenio, pueden estar presentes en el agua de
mar crudos y mayo ser una preocupación en el agua tratada Existen muchos metales traza como
oxianiones en el medio ambiente natural, y esto especiación aumenta la probabilidad de paso de
membrana Sin embargo, estos metales no se espera que en grandes concentraciones en el agua de
mar típica
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |15
Distribución Las preocupaciones de Calidad de Agua del Sistema
Después del tratamiento de permeado SWRO general es necesario porque casi todas las
formas de alcalinidad se eliminan por tratamiento de membrana RO El grado de post-tratamiento
dependerá de la uso previsto del agua tratada, si se puede utilizar directamente, utiliza para diluir
otros suministros de agua, o si el propio permeado se diluye con agua de mayor calidad como
agua potable, la voluntad del agua han de ser tratados con un desinfectante para proteger la salud
humana, y el agua tendrá que ser también tratada para la corrosividad y la protección de la
integridad de agua principal
Prácticas de Gestión de la corrosión
RO permear por lo general tiene un pH muy bajo, baja alcalinidad y los niveles de
cloruro que puede ir muy por encima de 100 mg / L en función de rendimiento de la membrana y
la calidad del agua de origen Administrar los posibles efectos corrosivos del permeado en la
plomería transmisión y distribución de mate- del als requiere adición química para el control de
la corrosión antes de la distribución A menos que la mezcla es ser practicado, RO permeado
requerirá alcalinidad suplementario y el ajuste del pH para la estabilización y el control de plomo
y cobre lixiviación Además, la corrosión en los sistemas de distribución puede resultar en color
de alta densidad, la turbidez y sólidos suspendidos en el agua potable, lo que puede conducir a
com- cliente quejas e insatisfacción La corrosión puede causar pérdidas de presión y las
reducciones de vida útil
Los niveles relativamente altos de cloruro en el agua de mar por ósmosis inversa
permeado son, teóricamente, una causa potencial de corrosión preocupación segunda pasada
revertir tratamiento de ósmosis es típicamente empleada para reducir los niveles de cloruro a
objetivos locales (por ejemplo, donde cloruro sensible agrícola usos finales están presentes) Sin
embargo, los estudios han demostrado que la estabilización adecuada puede producir un producto
la calidad del agua que no es corrosivo, donde los niveles de cloruro están en los 150 mg / L de
gama (McGuire et otros 2006)
Agua aumento de la oferta de agua de mar desalinizada brindará oportunidad limitada
para hacer frente a la corrosión mediante la selección adecuada de los materiales de las tuberías y
la aplicación de la protección de la corrosión catódica La avenida principal de control de la
corrosión será la especificación adecuada de acabado metas y adición de productos químicos de
calidad del agua que minimice la probabilidad de corrosión y corrosión sión los resultados
relacionados con el alcance manipulaciones de químicos que pueden ser empleados para el
control de la corrosión incluyen:
•
•
•
ajuste del pH
Además alcalinidad
Además la corrosión inhibidor (silicatos y fosfatos)
Otras prácticas de gestión igualmente importantes deben incluir un buen control de
proceso para asegurarse de residuos de desinfectantes estables y la composición adecuada (es
decir, la relación de Cl2 / NH3-N para minas chlora-) y la concentración, y el tiempo adecuado
para que las medidas de adición de alcalinidad para alcanzar el equilibrio El pH del agua tratada
debe ser igual a la del suministro de agua existente, de tal manera que los equilibrios de
corrosión son perturbadas lo menos posible un valor objetivo pH típico es en el entorno de un
80-85, que por lo general equilibra la corrosión acelerada que es posible en los valores más bajos
de pH con los de escala y la corrosión del cobre excesivos problemas que se pueden producir en
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del Agua Potable
mayor valores de pH Una solución de compromiso
que existe cuando se trata de controlar
simultáneamente cobre y plomo solubilidad del plomo a la corrosión (como carbonato de plomo)
se reduce a medida que aumenta valores de pH y alcanza un mínimo cerca de pH 10
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |17
Sin embargo, el aumento del pH a estos niveles también aumenta la alcalinidad y el carbonato de
concentraciones, que pueden exacerbar la corrosión del cobre y la liberación subproducto (como
carbonatos e hidróxidos de cobre)
La adición de alcalinidad que se requiere para agua de mar desalinizada es el proceso
principal variable de que se puede utilizar para controlar la corrosión, y también afectarán a los
valores de pH debido a la interrelación entre el CO2, alcalinidad y pH
El objetivo de la adición de alcalinidad es proporcionar capacidad de tamponamiento
contra los cambios en el pH y
inducir la formación (adsorción y precipitación) de pasivación o la estabilización de carbonato y
capas de hidróxido y escalas (calcita más probable o carbonato de calcio), sin exacerbar otra
aspectos de la corrosión
RO impregnar generalmente es ácido, con valores de pH que van desde 55 hasta 69, y los
servicios públicos en general que tenga que elevar el pH antes de enviarlo al sistema de
distribución diferentes bases, tales como NaOH, Na2CO3, o cal se puede utilizar para aumentar
RO impregnan valores de pH Cuando se agregan las bases para elevar el pH, TDS es a menudo
también aumentó la USEPA regula TDS como un estándar de agua potable secundaria a 500 mg
/ l La cantidad de base necesaria y el efecto sobre los niveles de TDS varía mucho entre los
diferentes RO impregna algoritmos se han derivado para determinar la cantidad de base necesaria
para elevar el pH a diferentes niveles
Varios métodos son utiliza para reducir la corrosividad de infiltrado de RO distribución
RO impregnar puede ser "neutralizado" o "remineralizada" para reducir su neutralización
corrosividad elimina CO2 hasta que se alcanza el punto de saturación (Plottu-Pecheux et al 2001)
Otros común Las técnicas de estabilización incluyen:
•
•
•
•
Además de la cal para aumentar el pH, alcalinidad, y Ca2+ concentración
Cal y CO2Además de aumentar el Ca2+ y la alcalinidad mientras se controla el pH
La adición de inhibidores de la corrosión
Combinando RO impregnan con otra agua, menos corrosivo
Los inhibidores de corrosión se pueden usar también, en conjunción con el ajuste de pH y
alcalinidad, a controlar la corrosividad de RO permear El uso de inhibidores de la corrosión es
una práctica que es unpre- predecible y puede tener consecuencias no deseadas Inhibidores de
fosfato y silicato de corrosión son destinada a formar una película protectora sobre las superficies
de tuberías que impide la corrosión y la corrosión subproducto liberación Sin embargo, el uso de
estos inhibidores puede tener impactos negativos, como desestabilizadora y la liberación de
partículas de escala y el aumento de las concentraciones de los metales de la fase acuosa a través
de com- plexation Polifosfatos y silicatos son los silicatos de sodio inhibidores de la corrosión
más comúnmente utilizados se añaden habitualmente a concentraciones más altas que los
polifosfatos (8-10 mg SiO2 / L frente a 2 mg / L polifosfato) Algunos investigadores han
demostrado que la inhibición de la corrosión es mucho más eficaz cuando ambos polifosfato y
los silicatos se utilizan juntos (Applegate 1.986)
Índices de corrosión
Varias herramientas son de uso generalizado para ayudar a definir estable, la calidad del
agua no es corrosivo y por lo general estas herramientas toman la forma de fácil de usar
expresiones matemáticas o índices La más familiar es el Índice de Saturación Langlier o LSI
(Ecuación 11), que describe en términos de pH valores de la proximidad de la matriz de la
calidad del agua es a la saturación con respecto a los sólidos de carbonato:
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18 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
LSI  pH  pHs
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(11)
Capítulo 1: Revisión de la
literatura |19
dónde
LSI = Índice de Saturación Langlier (unidades de pH)
pH = pH real del sistema
pH = pH del sistema cuando se satura con un sólido carbonato (generalmente calcita)
y los resultados en el número de unidades de pH por encima o por debajo de la saturación (o el
punto donde el carbonato sólido se predice teóricamente para precipitar)
El uso del LSI se basa en observaciones de que los valores positivos LSI como resultado
menos problemas de corrosión a través de la formación de una costra protectora que ralentiza el
proceso de corrosión y corrosión solidifica existente escala el rango óptimo para el valor de LSI
está entre 0 y 0 5, con valores de LSI superiores dando como resultado una excesiva
descamación, la pérdida de flujo y la presión, y operativa cuestiones referentes a los equipos
ensuciamiento y vinculantes
Un método simple de cálculo para el LSI consiste simplemente en las concentraciones de
calcio, el sistema de bicarbonato de valores de pKa, y la constante de solubilidad para el
carbonato de calcio (valores dados son para 25 C y un TDS de 400 mg / L):
2

pHs pKla, 2  pKs p [Ca ] p [HCO ] Iniciar sesión 
Iniciar sesión3 
California
2

(12)

HCO 3
donde pKa, 2 = negativo log del segundo pKa del sistema de carbonato = 1033
pKs = negativo registro de la solubilidad calcita constante = 848
p [Ca2+] = logaritmo negativo de la concentración de calcio molar libre o no acomplejado
p [HCO3 -] = logaritmo negativo de la concentración molar de bicarbonato
California2+ =coeficiente de actividad para el calcio
HCO 3 - = actividad coeficiente de bicarbonato
Métodos estándar pueden ser consultados para obtener correcciones sobre coeficientes de
actividad adecuados y constantes de equilibrio en función de la temperatura, el pH y la fuerza
iónica, donde se le da un valor combinado para la corrección coeficiente de actividad (5 PFM- = 5
0044 = -log Ca2 + - log HCO3)
Un método más conveniente de calcular la LSI y los efectos del agua común tratamiento
pro- cesos es utilizar el modelo RTW para el Control de la Corrosión y Química de Procesos,
disponible en forma de hoja de cálculo de la American Water Works Association Este modelo se
basa en exactamente la misma química de equilibrio como la Ecuación 12, pero permite:
•
•
•
•
•
Modificaciones fáciles a la fase sólida controlar,
Incluye en la salida del programa varios otros índices de corrosión a base de
carbonato (Ryznar, etc),
Predice la masa de sólidos de carbonato precipita,
Ofrece la posibilidad de añadir coagulantes típicos, desinfectantes, adición
alcalinidad sustancias químicas y productos químicos de ajuste de pH,
Predice los efectos sobre la calidad del agua de terminar y los índices de corrosión
El último método para calcular el LSI es usar la química de equilibrio ampliamente
disponibles modelos de computadora, como MINEQL, Minteq y PHREEQE Todo de estos
códigos informáticos contienen grandes bases de datos constantes de equilibrio que permiten una
estimación más completa de la variedad de solución complejos y fases sólidas que en última
instancia determinan el tipo y el alcance de la formación de incrustaciones Uso de estos
programas informáticos probable es producir valores LSI más bajos que los métodos más
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20 | Implicaciones
desalinización
de agua marina
paraella Calidad
simples descritas
anteriormente,
ya que
programa
del Agua Potable
representa al mismo tiempo para los
complejos fase más acuosas de
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |21
de calcio y bicarbonato que no aparecen en la expresión única para la solubilidad calcita en los
otros métodos
Todos los métodos relacionados con la precipitación de carbonato de la formación de
incrustaciones y control de la corrosión son limitados en la aplicación debido a varias
desviaciones conocidas de la idealidad en distribución real El sistemas más limitación importante
es la observación de que las soluciones más acuosas que son predicho para precipitar sólidos de
carbonato son en realidad sobresaturada con respecto a los sólidos y precipitación está
cinéticamente lenta Otra limitación importante es que la solubilidad de carbonato es probable
disminuido por la precipitación de carbonatos y silicatos polimórficos que contienen una mezcla
de cal- CIUM, magnesio, aluminio, hierro y sílice Por lo tanto, mientras que el uso del LSI es
bien aceptada una la práctica y con el apoyo de muchos años de evidencia empírica, la
dependencia de un numérico específico objetivo no se justifica
Uno otro índice de corrosión que pueden ser aplicables a suministros derivados de
fuentes de agua salobre o de mar es el índice de Larson o la relación de Larson (LR), que fue
desarrollado para evaluar el papel de cloruro y sulfato en la corrosión de los materiales ferrosos:

[Cl]  2 [ASI
LR 
QUE4]
HCO3
2
(13)
Esta relación está destinado a equilibrar los efectos oxidativos acelerados de complejos
ferrosos con cloruro y sulfato que forman hidróxidos férricos insolubles en comparación con el
complejo de carbonato ferroso protectora El objetivo propuesto para el índice es lograr un LR
menos de 02-1 0 para molar concentraciones
Gusto y olor
Los consumidores utilizan sus propiedades organolépticas como un indicador de la
calidad y la salubridad de su agua potable Incluso pequeños malos sabores o gustos extraños
causarán quejas de los consumidores del Condado de Marin realizó una encuesta de satisfacción
al cliente, donde el público tuvo la oportunidad de degustar y comparar el agua del grifo y agua
RO desalada Ambas aguas tenían temperaturas y cloro idénticos concentraciones Noventa y ocho
por ciento de los encuestados prefiere el agua RO desalada en la prueba de sabor a ciegas
(Danielson et al 1968)
La mayoría de los cambios en el sabor y olor del agua se producen en el sistema de
distribución entre la planta de tratamiento y el grifo del consumidor factores como la calidad
residual, biológica desinfectante, y estabilidad química puede cambiar las horas extras ya que el
agua viaja a través del sistema de distribución de otros factores que pueden cambiar el sabor y
olor del agua acabado incluyen la corrosión, la formación de biopelículas, las conexiones
cruzadas, la construcción principal, tiempo de residencia, y la relación de mezcla
Mezcla
Mezclar con otra superficie y subterráneas a menudo se contempla como una ventaja de
emplear el tratamiento RO, y si se practica, puede tener un impacto positivo en la corrosividad
permeado Como se muestra en un ejemplo (Tabla 14), RO impregnan mezclado con otras fuentes
de agua superficial puede resultar en la calidad del agua adecuada para su distribución
(Applegate 1986)
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22 | Implicaciones
desalinización
de realizó
agua marina
para la piloto
Calidadpara
En otro
ejemplo, se
un estudio
del Agua Potable
demostrar la viabilidad de la mezcla de
dos tipos de agua muy diferentes: el primero fue el agua superficial media con propiedades
escala de formación, y la segunda, permeado de la membrana tratada con baja mineralización y
propiedades corrosivas
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Capítulo 1: Revisión de la
literatura |23
Mesa 1.4
Ejemplo de los efectos de la mezcla de infiltrado de RO con el agua superficial
Ion
2+
California
(mg / L como
HCO
(mg
/
L
como CaCO3)
CaCO3 3)
TDS (mg / L)
CO2(mg / L como CO2)
Concentración
en el agua
cruda
1005
147
2742
29
La
concentración
en producto
25
*
RO 30
142
5
Concentración
en el agua
mezclada
123 †
42
402
74
Fuente: Applegate 1986
* Producto RO después descarbonatación
†1 millón galón de producto RO mezcla con 110.000 galones de agua cruda
Un modelo de integración, el Modelo Hallopeau-Dublín, utiliza parámetros de ambas aguas (pH,
caudales, temperaturas, conductividad, dureza y alcalinidad) para estimar cuánto necesitaría el
agua a tratar para diferentes combinaciones porcentuales (Dalve, Al-Rasheed y Javeed 2.000)
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24 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Asamblea de membrana
RO
Salina
Fuente
de
Agua
Pretratamiento
Postoperatorio
Salmuera
Descarga
Recuperación de
energía
Figura 1.1 Componentes básicos de una planta de desalinización SWRO
Fuente: van der Leeden, Troise, y Timpar 1990
Figura 1.2 proporciones relativas de sales disueltas en el agua de mar
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Distribució
n
Sistema
CAPITULO 2
AGUA DE MAR ESTUDIOS DE CASO DESALACIÓN
ESTUDIOS DE CASO DESALACIÓN
Desalinización para el suministro de agua potable se ha practicado por más de dos mil
años Aunque los requisitos para la desalinización esencialmente han permanecido constantes,
técnicas de mar- desalinización de agua han mejorado Hay varios métodos modernos de la
desalinización, incluyendo destilación, ósmosis, electrodiálisis, intercambio iónico revertir, y
congelar la destilación Sin embargo, el adelgazarse revertir las instalaciones de desalación por
ósmosis ha sido más rápido que otros métodos El per- porcentaje de diferentes tipos de plantas
de desalinización en todo el mundo se muestra en Mesa 21Los crecimiento de ósmosis inversa es
el resultado de varios factores, incluyendo la capacidad de tratar con eficacia todos los tipos de
agua, menor consumo de energía y operación sencilla y automatizada
Se llevaron a cabo estudios de casos y eran específicos para el tipo más común de
tecnología de desalación, la ósmosis inversa El objetivo de estas entrevistas de los estudios de
caso es para comprender mejor experiencias del mundo real y la información acerca de los
diversos lugares donde las tecnologías de desalinización están siendo utilizado para tratar el agua
potable Las entrevistas en profundidad se llevaron a cabo con el personal de la calidad del agua
de cada empresa participante, con entrevistas a partir de la última semana de octubre 2002 Varios
utilidad tamaños y ubicaciones geográficas Se seleccionaron los estudios de caso fueron
diseñados para informar y centrarse en cuestiones operativas con respecto a las fuentes de agua,
la configuración del proceso, entrega agua tratada, y otros temas o preocupaciones que puedan
haber surgido durante las fases de desarrollo de una planta de tratamiento de agua de
desalinización Mesa 22 enumera las características principales de las plantas que aparecen en los
estudios de caso en este capítulo
Estudio de caso 1-Glen Rocky, Gibraltar, Reino Unido
La unidad de desalinización en la Planta de Tratamiento de Agua Glen Rocky Comenzó
su actividad en 1992 y tiene las especificaciones de diseño que permiten que la planta funcione
durante todo el año El centro de producción principal consta de siete unidades de 240 m3 / d
(1,680 m3 / d) RO agua de mar La producción de apoyo de agua dulce aplicada desde esta planta
sirve para satisfacer la demanda diaria de aproximadamente 36.000 residentes, turistas y personal
militar Esta es la única población en Europa, que es totalmente dependiente del agua de mar La
desalación agua de la fuente para esta operación se deriva directamente del Mediterráneo y
Atlántico Aunque el agua de mar es la fuente primaria, están constantemente haciendo esfuerzos
para mezclar el agua de mar con recolectores de aguas pluviales tratadas Aunque la calidad del
agua cruda está sujeta a la contaminación marina, la proliferación de algas de temporada, los
residuos de la construcción local y la recuperación de tierras, la flexibilidad de producción ha
permitido a la operadora para hacer varias modificaciones para asegurar un producto coherente a
un bajo costo
Uno de los aspectos más importantes en el diseño de Glen Rocky es la construcción de
siete unidades de RO de agua de mar pequeñas, que además de un sistema de admisión común y
pre-tratamiento, todos funcionan independientemente Flujos de agua de mar por gravedad a un pozo
30 metros y se bombea a un tanque de retención Dos bombas hacia adelante y luego tome del
agua de 10 filtros de arena y antracita para eliminar suspendida sólidos del agua de alimentación se
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26 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
divide entonces en dos trenes antes de entrar en un filtro de cartucho 10 micras (Figura 21) Una
recuperación de energía Pelton Rueda sistema es una parte integral de cada tren Estas unidades tener
trabajado muy bien durante la última década, proporcionando valores de recuperación de energía
de 28 a 30%
19
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20 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 2.1
Capacidad instalada en todo el mundo por la desalinización tecnología
Flash de varias etapas
Multi-efecto de destilación
Osmosis inversa
La electrodiálisis
Electrodionization
Híbrido
Otro
257%
83%
611%
32%
03%
07%
07%
Fuente: Global Water Inteligencia 2009
Mesa 2.2
Características de las plantas de SWRO seleccionados
Instalaciones
Glen Rocky
Agua Planta
Ubicación de
servicio
Gibraltar, Reino
Unido
Agua Fuente
El agua del
océano
Eilat Desaladora Eilat, Israel
Agua
subterránea
salobre y agua
de mar
Perth Desaladora Kwinana, Australia El agua del
de Agua de Mar
océano
Fuente / mezcla
Se pueden mezclar
con
agua
de lluvia
Mezcla
de agua
Capacidad de la
planta
05 MGD
Agua de mar
El agua de mar de la
planta RO = 10.000
m3/ RO Planta día
agua salobre =
3/día
36.000 mm
3/ día con la
140.000
El agua del
océano
Agua de mar
expansión a 250.000 m3/
día
320.000 m3/día
Sydney
Desaladora
Kurnell, Australia El agua del
océano
Agua de mar
33 MGD
Tampa
Instalación
Desaladora
de Agua de
Mar
PointBay
Lisas
Desaladora
Tampa Bay, FL,
EE.UU.
El agua del
océano
Agua de mar
25 MGD
Point Lisas,
Trinidad
El agua del
Golfo
Agua de mar
28 MGD
PowerSeraya
PowerSeraya,
Singapur
El agua del
océano
Agua de mar
26 MGD
El agua del
océano
Agua de mar
90.000 m3/día
Ashkelon Planta Ashkelon, Israel
SWRO
Kindasa
Kindasa,
Osmosis Inversa Arabia Saudita
Planta
salobre (~ 80%) y
agua de mar (~
20%)
El agua de permeado tiene una baja concentración de bicarbonato de calcio y, por debajo
de la recomendó 60 mg / L y 30 mg / L, respectivamente
Sobre el años, el uso de productos químicos para el tratamiento previo ha cambiado
pretratamiento actual métodos implican la adición de un floculante catiónico de propiedad,
(aproximadamente 2-5 mg / L) y una anti-incrustante de propiedad (aproximadamente 16 mg /
L), suministrada por PermaCare Internacional
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Capítulo 2: agua de mar de desalinización Estudios
de Caso |21
Post-tratamiento para la entrega de agua acabada implica soluciones de dosificación de
cloruro de calcio a 153 mg / L y bicarbonato de sodio a 85 mg / L, esto se emplea sobre todo
para controlar la corrosión El agua producto ya es baja en calcio y bicarbonato
Relativamente algunas preocupaciones operacionales fueron encontradas en la Planta de
Tratamiento de Rocky Glen Sin embargo, los problemas operacionales hicieron incluir carga
biológica pesados en los sistemas de alimentación debido a algas crecimiento, dando lugar a
ensuciamiento de la membrana El tratamiento con cloro, en dosis normales, ha demostrado ser
ineficaz en el control del crecimiento Este problema se elimina con super-cloración y la
instalación de un techo sobre el tanque de alimentación para eliminar el crecimiento de algas por
la fotosíntesis con Otros - preocupaciones incluido, la contaminación del agua del producto
debido a daños estructurales A pesar de la alta coliformes y la contaminación de E. coli, debido a
la interrupción del suministro, las membranas resultó eficaz para detener el problema
Estudio de caso 2-Eilat, Israel
Eilat, una ciudad turística israelí, situada junto al Mar Rojo, es el lugar para la destilación
de varias etapas flash (MSF) y el múltiple de destilación efecto (MED) plantas con una capacidad total combinado de aproximadamente 11.000 m3 / día Estas plantas eran instalado y
posteriormente sustituida por las desaladoras de ósmosis inversa más enormemente rentables A
mediados de la década de 1990, el uso de RO para las aguas subterráneas salobres (OIAS) fue
agotan lentamente todas las fuentes disponibles, y como resultado (SWRO) tecnología seawa- ter
RO se puso en práctica el concepto de hibridación de la planta OIAS existente con una nueva
planta de ósmosis inversa se adoptó la unidad de desalinización híbrido, Sabha C, comenzó a
funcionar en 1997 El suministro de agua cruda a Sabha C consiste en agua de mar (41.000 mg / l
TDS, 80 %) y salmuera (16 000 mg / L de SDT, 20%) de la planta de desalinización OIAS
cercana El diseño se basó en 80:20 proporciones para reducir total de la salinidad del agua cruda
a 36.000 mg / L La planta de Eilat SWRO se caracteriza por su gran capacidad tren única de
10,000 m3 / día y su bajo consumo de energía
de 390 kWh / m3 (Figura 22)
Otro distintivo característica de la planta es su disposición salmuera cercanos estanques
de producción de sal La planta está totalmente automatizada y abierta 8-10 horas por día, cinco
días a la semana La planta está diseñada para funcionar durante todo el año
Fuentes de agua salobre utilizados en Eilat tienen alto contenido de yeso (CaSO4), y se
han hecho esfuerzos para aumentar la recuperación del producto de inicial 50% a más del 75%
en pretratamiento ing implement- etapas de pretratamiento actuales incluyen el uso de antiincrustantes, químicas coagulantes y filtros (Figura 23)Allí había pocos problemas o
preocupaciones con respecto a la calidad del agua cruda de Eilat (que no sea alto contenido
CaSO4)
los impregnar También está sujeta a post-tratamiento se emplea La adición de sosa
cáustica como una forma de controlar la corrosión El SWRO terminó el agua se mezcla entonces
con el OIAS terminó el agua no había problemas o preocupaciones mencionadas en relación con
la introducción de agua desalada en el sistema de distribución
Los costes que figuran en la lista siguiente están asociados con el funcionamiento de la
cuenta de la planta de productos químicos, energía y costos de operación y gestión Como se
mencionó anteriormente, póngase en energía consumo para el unidad híbrida es de
aproximadamente 39 kWh / m3 Los costos de energía asociados a este consumo es de unos 58
centavos de dólar / kWh Por lo tanto, el total de los costos de producción de agua equivalen a
aproximada- madamente $ 294/1000 galones
Los costos anuales de operación para todas las funciones de operación y gestión, con
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22 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potablede los costos de energía, el total de $ 810.000
exclusión
por año El desglose de los costos anuales
es:
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Capítulo 2: agua de mar de desalinización Estudios
de Caso |23
•
•
•
Mantenimiento y reemplazo de membrana
Productos Químicos
Trabajo, Seguros y Thachas $ 0
$ 025/1000 galones
$ 013/1000 galones
55/1000 galones
Había relativamente pocas preocupaciones operacionales para la "C" de desalinización
híbrido Eilat Sabha planta Sin embargo, durante las diversas fases de desarrollo, constantemente
están haciendo esfuerzos para reducir los costos operativos Esto se logró mediante la aplicación
de las siguientes mejoras tecnológicas:
•
•
•
•
•
•
•
El uso de elementos de membrana más eficientes (en relación con la productividad y
la salinidad del producto, lo que permitió a las unidades para llevar a cabo a una
presión de alimentación más baja que diseñó originalmente),
Configuración de montaje de membrana optimizado,
Gradualproductrecoveryincreases, uptoalimitof 250% de calcio-sulfateoversaturación,
Aplicación de turbinas de recuperación de energía de alta eficiencia funcionan con
salmuera rechazar
La instalación de un sistema de control asistido por ordenador interconectado con un
sistema de control de suministro de agua regional,
Mejora el control de pretratamiento,
Técnicas de Mejora de la limpieza de la membrana y de restauración
Estudio de caso 3 en Perth, Australia
La mayor planta del mundo para ser alimentado por energía renovable es el agua de mar
Planta Desaladora Perth Esta planta, con una capacidad inicial de 140.000 m3 / día y una
expansión diseñada a 250.000 m3 / día, se alimenta a través de las turbinas de viento fuera del
sitio
Debido a la ubicación de esta planta, los impactos ambientales tenían que ser más
cuidadosa con- considerarse La planta de Perth se encuentra en la región Cockburn Sound, que
es un área ambientalmente sensible Por lo tanto, el impacto potencial de la nueva planta en la
calidad del agua circundante era ampliamente estudiado y las condiciones de supervisión
estrictos se llevaron a cabo menos de 002% de agua en el sonido se elimina por flujo días
concentrado se descarga de nuevo en el sonido, pero la descarga boquillas están diseñadas para
actuar como difusores para asegurar que la mezcla se produce y la salinidad del agua es menos
de 4% dentro de 50 m del punto de descarga Por lo tanto, el desempeño de los resultados del 7%
de flujo concentrado en sal un pequeño impacto de menos del 1% de aumento en la salinidad de
las aguas receptoras
los Se anticipa costo del agua producida a partir de esta planta es de $ 117 / kL
Estudio de caso 4-Ashkelon, Israel
WITH la capacidad de 320.000 m3 / día (845 lps), Ashkelon es la mayor planta de
ósmosis inversa seawa- ter del mundo Fue diseñado con un modelo de diseño de tres centros, es
decir, las bombas de alta presión, dispositivos de recuperación de energía, y los bancos de
membrana son operados Esto permite de forma independiente para una máxima eficiencia de la
planta y reduce el coste total de agua a $ 052 / m3
La planta de Ashkelon fue originalmente diseñado para proporcionar la mitad de la
capacidad que se construyó para pro- ducir Para permitir esta expansión, se construyeron dos
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24 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable
plantas
casi independientes del todo Cada consiste en
un centro de bombeo para alimentar a 16
bancos de OI, que contiene 105 recipientes a presión de una pieza los dos centros de bombeo
comparten una fuente común arroyo Un total de 40.000 elementos de membrana están contenidas
dentro de las dos plantas
Se consideró la función de proximidad con una estación de energía existente, pero el uso
de una, el consumo combinado sub abierta fue finalmente elegido debido a limitaciones del sitio
y limitaciones hidrogeológicas
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Capítulo 2: agua de mar de desalinización Estudios
de Caso |25
Tres, tubos de plástico de alta densidad paralelas, que son fáciles de limpiar y relativamente
resistente a la bio- lógico crecimiento, proporcionan una fuente de agua de alimentación no
turbulento
Pre-tratamiento y recuperación de energía son dos procesos que ayudan a contribuir a la
eficiencia general de la planta de pre-tratamiento se realiza en dos etapas de filtración por
gravedad filtra contención ción de grava, de cuarzo arena, y los medios de antracita Un largo
tiempo de permanencia para el pretratamiento contribuye a la alta eficiencia de filtración a
presión de salmuera se recoge usando energía intercambiador de doble trabajo dispositivos de
recuperación de energía a partir de esta corriente es recuperada de manera independiente, lo que
aumenta la eficiencia global del sistema
Dos disposiciones han permitido para la operación continua de la planta desalinizadora
Uno consideración importante durante el diseño era de boro de eliminación de iones de
consideraciones de diseño adecuado tienen permitido por más de 92% de eliminación y la
posibilidad de ajustar fácilmente los procedimientos para tener en cuenta fluctuaciones de
temperatura ya que la electricidad es esencial para la planta, es proporcionada de dos fuentes: un
dedicado estación de energía de turbina de gas y las líneas aéreas de la red nacional La dedicado
planta de energía fue clave en la reducción de los costos de energía, ya que protege la planta de
diario y mar- fluctuaciones de la demanda personales
Estudio de caso 5-Sydney, Australia
Una planta de 33 MGD se encuentra en construcción en Sydney para proporcionar una
fuente de agua sostenible para la creciente del agua de mar población será dibujado en medio de
una ingesta de 300 metros procesos de detección y filtrado en alta mar se utilizan para eliminar
los sólidos y sedimentos finos antes del proceso de RO Concentrado será dado de alta en el
océano a través de cuatro difusores de salida de unos 300 metros off apuntalar Contendrá casi el
doble del TDS y ser uno a dos grados más caliente que la fuente agua Modelado muestra, sin
embargo, volverá a las condiciones normales de 50-75 metros de la dis- cargar punto
Uno de los principales compromisos durante el examen de la planta era al poder a través
de 100% energía renovable La planta requerirá 30 MW de potencia, que representa el 02% de
New South Gales' la demanda máxima de electricidad Actualmente, los generadores de
electricidad renovable acreditados suministro más de 47 millones MWh de energía verde, por lo
que el suministro de energía verde estará disponible para la planta Cuando esté operativa, es
posible que esta planta va a demostrar que la desalinización incluso con la producción sin red las
emisiones de gases de efecto invernadero
Estudio de caso 6-Tampa Bay, Florida, EE.UU.
A pesar de mayores contratiempos y retrasos, la desaladora de agua de mar de Tampa
Bay está en marcha y correr y destinado a producir 25 MGD La planta comenzó a operar de
forma intermitente entre Marzo de 2003 y mayo de 2005, pero un sistema de pretratamiento
inadecuada como resultado la obstrucción prematura de los filtros de cartucho y las membranas
de ósmosis inversa, el aumento de uso de químicos, y se fueron los costos de operación al no
acompañados niveles aceptables causando la planta que deben adoptarse apagado línea por
reformas
El pretratamiento original consistió en la coagulación y la filtración directa para las algas,
orgánico, y la eliminación de partículas finas seguido de filtración de dos etapas y luego cartucho
de filtración Remediation planes añaden otros 15 mm pantallas para la remoción de escombros,
una bomba de agua de refrigeración para controlar la temperatura del afluente de agua, antes de
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26 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable
la desinfección,
y pre-capa filtros de tierra de diatomeas
entre los filtros de arena y de cartuchos
Además de velocidad variable, el sistema de filtración se convierten de dos etapa a-sola etapa a
reducir la tasa de carga superficial
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Capítulo 2: agua de mar de desalinización Estudios
de Caso |27
Todo el tratamiento previo mencionado anteriormente es necesario a pesar de que la
planta recibe el agua dulce de la torre de refrigeración de la central nuclear de Big Bend Sin
embargo, ya que el uso de flujos de agua dulce, la salinidad del agua de alimentación es
ligeramente inferior, lo que permite una relativamente alta de recuperación de hasta a 60% Esta
recuperación se logra a través de siete trenes de OI de primer paso y un segundo paso RO tren Se
añadió el tren segundo paso para ayudar a satisfacer las necesidades de cloruro y bromuro y se
utiliza, según sea necesario, durante el verano, cuando las temperaturas del agua están en un
permeado máxima de éstos trenes se estabiliza antes de ser bombeado en el sistema de
distribución, mientras que el concentrado pasa a través de un dispositivo de recuperación de
energía antes de mezclarse con la central de agua de refrigeración para la descarga
los al por mayor costo para el agua desalada de la planta de Tampa Bay es de
aproximadamente $ 319 por mil galones durante el primer año después de la recuperación es
completa Este costo, sin embargo, se redujo en alrededor de $ 034 por cada mil galones a un
costo unitario neto de $ 2 85 una vez que se recibe cofinanciación
Estudio de caso 7-Point Lisas, Trinidad
Point Lisas es la instalación más grande en el hemisferio occidental, a 28 MGD, para
llevar a cabo la mar desalinización de agua El agua de alimentación fuente para esta planta es el
Golfo de Paria, que es generalmente caliente, pero es turbia, tiene grandes floraciones de
crecimiento marino, el tráfico comercial, y la vida silvestre, tales como medusas y los mejillones
cebra A pretratamiento robusta de la sedimentación, más sola antracita escenario y sílice
filtración de arena fue elegido para hacer frente a estos desafíos crecimiento biológico se
controla a través de cloración de choque en el cuencas y cloro remojo de los filtros de lecho
profundo y filtros de cartucho Membrana pre-tratamiento no fue seleccionado debido a ahorros
operativos a largo plazo no pueden ser justificado
Incluso con todos los desafíos mencionados anteriormente, el mayor problema de
funcionamiento de la planta es Almejas verdes asiáticos En un momento de la operación, las
almejas eran 6 pies de profundidad en el floculación cuencas ción Cloración de choque fue
introducido para resolver este problema de cloro (5-10 mg / L) es añadido en la entrada de la
planta hasta que un residual llega a través de las cuencas de floculación
Tras el tratamiento previo, de dos procesos RO etapa, el agua de mar y agua salobre, se
utiliza en Point Lisas El tren de tratamiento de agua de mar se compone de un 2 etapa, 5
elemento de unidad para producir un 47% recuperación los tren agua salobre también dispone de 2
etapas y 5 unidades, pero funciona a presiones mucho más bajas y da una recuperación de 90%
Una turbina de recuperación de energía permite la recuperación de energía en un 30-40% y
ayuda a mantener el precio del agua a $ 071 / kL
Estudio de caso 8-PowerSeraya, Singapur
Aunque bastante pequeña a sólo el 26 MGD, la planta PowerSeraya en Singapur es
notable por sus grandes elementos SWRO diámetro Es la primera instalación comercial de gran
diámetro utilizando 16 "elementos de la planta, con ubicación en una central eléctrica, produce
dos cualidades del agua: 9.000 m3 / día de agua de servicio de alto grado y 1.000 m3 / día de
agua potable doméstica
Trenes de membrana se componen de 16 "de diámetro, 40" elementos largas con cuatro
elementos en cada recipiente a presión el sistema está dispuesto en una relación 2: 1 campo
dando una recuperación del 42%, con un promedio primero aprobar el diseño de flujo de 142 gfd
y un segundo flujo medio pase de 244 gfd
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28 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
El pretratamiento en la planta consta de un colador
de 3 mm seguido de los medios de
comunicación granular de dos etapas presión filtra Un dispositivo de recuperación de energía
turbocompresor hidráulico se utiliza en el sistema de RO con- concentrado desde el primer
sistema SWRO pase se descarga al mar a través de la planta de energía existente de
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Capítulo 2: agua de mar de desalinización Estudios
de Caso |29
desagüe, mientras concentrado de se utiliza el segundo paso para lavar a contracorriente
pretratamiento filtra El costo de la construcción de esta instalación de gran diámetro era $ 135
millones
Estudio de caso 9-Kindasa, Arabia Saudita
Recientemente ampliado para satisfacer la necesidad de aumentar la demanda de agua
potable, la planta Kindasa RO tiene una capacidad de filtración de membrana de 90.000 m3 / día
de agua de alimentación se suministra desde un abierto ingesta situada en la islámica Puerto de
Jeddah Originalmente, la planta utiliza la filtración convencional para el tratamiento previo, pero
durante los períodos estacionales de clima tormentoso, la proliferación de algas, y el movimiento
de los barcos en el cuenca, los malos resultados se observó tanto, otras opciones de tratamiento
previo fueron considerados durante la expansión de la planta
Después de extensas pruebas piloto, se determinó que el tratamiento previo de la
membrana resultaría en estable y de calidad del agua de alimentación Por lo tanto, impulsado a
presión, ultrafiltración (UF) capilar membranas fueron elegidos para el tratamiento previo del
sistema ampliado Hasta la fecha, los resultados han demostrado permeado de UF a per- formar
de manera consistente y producir agua con una turbidez de menos de 05 NTU, incluso en
momentos en que el agua cruda se disparó a turbidez de 20 NTU
Debido a un pretratamiento robusto con membranas de UF, la planta RO fue capaz de
cumplir con todas las presiones proyectada, fluye, y la calidad del agua durante las peores
temporadas Las membranas SWC3 eran capaces de tratar las aguas con un promedio de un TDS
41500 mg / L a una recuperación del 50% y mantener la calidad del agua consistentemente por
debajo de 800 s
No sólo membrana de filtración ayuda para producir la calidad del agua consistente, sino
que también ayudó a menores costos de operación de la planta El ácido sulfúrico se dosifica el
único producto químico en la membrana proceso de pre-tratamiento basado Suponiendo que el
costo total para producir agua en grandes plantas de agua de mar RO se trata de $ 07 / m3, que
convierte a la membrana pre-tratamiento dio lugar a una disminución general de 3.2% en el costo
de operación
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30 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Concentrad
o
10
micras
Agua de
mar
fluye
bajo
gravedad
a un 30
M
bien
Particip
ación
Tanqu
e
Bombas 10 Arena / antracita
filtros
Cartucho
filtros
CaCl2Y
NaHCO3
RO
Figura 2.1 Glen Rocky SWRO configuración de proceso de la planta
Figura 2.2 Eilat Sabha configuración de proceso de la planta desalinizadora de ósmosis
inversa "C"
FeCl
Aren
a
Filtros
pH
Ajuste
Figura 2.3 Eilat proceso de pretratamiento "C" Sabha
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RO
CAPÍTULO 3
SOURCEWATER A NIVEL NACIONAL EVALUACIÓN Y BANCO
ESCALA EXPERIMENTOS DE RENDIMIENTO RO
INTRODUCCIÓN
Una serie de evaluaciones a escala de laboratorio se realizaron con muestras de lámina
plana de ósmosis inversa (OI) dentro de las membranas de una célula de ensayo de flujo
transversal Varios experimentos preliminares se llevaron a cabo primero con agua de mar
sintética a diferentes recuperaciones con el fin de establecer un protocolo experimental
normalizado, y para detectar el rechazo de TDS y de escala potenciales potenciales de varios
candidato membranas
A continuación, una serie de pruebas se realizaron con diferentes aguas naturales, el mar
y estuarios (Bahía) aguas Dentro de este contexto, un aspecto importante de nuestro estudio fue
explorar una transición de calidades de agua salobre que van desde el agua de mar (TDS
acercarse ≈ 35.000 mg / L) para estuarina / fuentes de laurel con significativamente menor (<<
35000 mg / L) TDS Este enfoque implica compensaciones entre la salinidad más baja (y menor
presión osmótica), pero la posibilidad de peor calidad del agua (eg, algas)
Finalmente, los resultados se compararon con pruebas de elementos individuales
realizadas bajo sas condiciones rables para abordar el tema de la ampliación
MEMBRANAS
Una serie de membranas se probaron de diversos fabricantes que proporcionan
desalinización candidato membranas nación RO: SWC, TM, y SR-SW, todos poliamida (PA)
membranas Cada membrana se caracterizó de acuerdo con permeabilidad al agua pura (PWP) y
el potencial zeta (ZP) Un resumen de las membranas candidatos aparece en Mesa 31 y el
potencial zeta de estas membranas son se muestra en la Figura 31Uno de acetato de celulosa
(CA) de la membrana, SB20, se puso a prueba por un natural de agua solamente (Halifax) y
luego reemplazado por el SR-SW debido a su rechazo de TDS pobres
PRUEBAS membrana celular
Una unidad de prueba de flujo cruzado acomodar muestras de lámina plana se utilizó en
la evaluación de las membranas candidatos en términos de rechazos TDS y potencialidades de
escala (Figura 32)El flujo de una alta capacidad, bomba de alta presión se regula mediante una
válvula de control de recirculación de una parte del flujo de vuelta al depósito de alimentación de
este medio de regulación de flujo tuvieron un impacto en la presión, con la disminución ya que la
válvula de control de presión se abrió, y el vicio Una válvula micrométrica versa se utilizó para
controlar el flujo de material retenido y por lo tanto la recuperación, ejerciendo una contrapresión
creciente cuando la válvula se cerró progresivamente Todas las pruebas de la membrana se
realizaron en una base de una vez a través, sin reciclaje de permeado y retenido
La célula de pruebas que se emplee ejerce restricciones sobre las condiciones de evaluación de
dos maneras:
(i) una presión absoluta nominal máximo de debajo de 1.000 psi (por razones de seguridad, se
impuso un límite superior de 700 psi) y (ii) la incapacidad para controlar independientemente la
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32 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
presión (P) y recuperación (R) Según la teoría, se espera rechazo de sal (r) para aumentar con el
aumento P pero a disminuir con el aumento de R La restricción de presión fue significativa en
que algunas membranas fueron
27
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28 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 3.1
Membranas candidatos y propiedades
Presión
PWP
Material
(psi / kPa)
Recuperación
(L / m2-día% ~
kPa)
~ 700 /
0408
PA
15
4.826
0494
PA
~
~ 700 /
0429
PA
15
4.826
0404
Cal
~
~
700
/
ifo
15
4.826
rni
probados a una presión inferior a la óptima,a y por lo tanto~ rechazos TDS
~ 700han
/ sido subestimados
probable basada en la teoría En la prueba de aguas naturales,
15 la válvula
4.826de válvula de control y
Membranas
SWC
TM
SR-SW
SB20
Escribe
RO
RO
RO
RO
Fabricante
Hydranutics
Torray
Sachan
Trisep
micromedición fueron fijado para una recuperación de destino de 15% y una presión objetivo de
700 psi
Presiones de funcionamiento recomendadas varían en función de la membrana, y la
presión osmótica varía como una función del TDS del agua de alimentación sin embargo, el
protocolo se consideró para representar un método rápido de detección de membranas de
ósmosis inversa para aplicaciones de desalinización
AGUA DE MAR SINTÉTICO
Un agua de mar sintética se preparó para llevar a cabo varios experimentos preliminares
con el fin de establecer un protocolo de prueba La composición del agua de mar sintética se
resume en Mesa 32 Prueba de Membrana resultados se muestran en Las figuras 33 y 34Figura 33
muestra una ligera disminución en TDS rechazo con el aumento de la recuperación, de
conformidad con las expectativas teóricas se observó una diferencia más grande entre las
diferentes membranas con un TDS claro rechazo siguiendo el orden: SR-SW
> TM> El SWC bares en los símbolos SWC representan el rango observado en varias medidas
Figura 34 muestra que todos los tres membranas exhiben una disminución de la permeabilidad
como consecuencia de la polarización de la concentración (permeabilidad se muestra aquí en
términos de flujo a través de un área constante a una aproximadamente presión constante) Hay es
poco efecto sobre la permeabilidad de la recuperación como se esperaba
AGUAS NATURALES
Las aguas naturales se obtuvieron de todo el EE.UU. y, después del tratamiento previo a
través de 02 micras de microfiltración (MF), fueron evaluados en la unidad de pruebas en una
recuperación de 15% y a una presión de 700 psi Una serie de ocho aguas naturales fueron
probados: (i) Halifax, Nueva Escocia; (ii) Corpus Christi, Texas; (iii) una planta de energía
anónimo California; (iv) Newport News, Virginia; (v) Seattle, Washington; (vi) (Scituate)
Boston, Massachusetts; (vii) la Bahía de Tampa, Florida (primero de dos estacional muestras); y
(viii) Tampa Bahía, Florida (segunda de dos muestras de temporada) De los siete (7) único aguas
naturales, los niveles de TDS abarcaron un continuo de fuentes que van desde aproxima el agua
de mar pura para estuarina / bahía fuentes que revelan una influencia del flujo de agua dulce La
muestra desde Newport News exhibió la TDS más baja de 2,200 mg / L mientras que la muestra
a partir de una planta de energía California mous Anónimos exhibió el mayor TDS de ~ 25.000
mg / L Ventajas del uso de estuario / fuentes de laurel incluyen: (i) una presión inferior osmostic
requisito; (ii) una menor rechazos de soluto requeridas; y (iii) un potencial de escalado inferior
Estas ventajas son potencialmente compensado por una mayor potencial ensuciamiento materia
orgánica asociada con los niveles más altos de DOC variando carácter presentes en las aguas de
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Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO | 29
estuario de alimentación / bahía como consecuencia de entrada derivada forma terrestre y / o
actividad de algas
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30 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 3.2
El agua de mar sintética
Constituyente
De sodio (Na+)
Magnesio (Mg2+)
Calcio (Ca2+)
Potasio (K+)
Cloruro (Cl-)
Sulfato (SO42-)
El bicarbonato (HCO
)
3
El bromuro (Br )
Otros sólidos
Total sólidos disueltos, mg / L
Conductividad,
MS
Salinidad, ‰
La presión osmótica (kPa / psi)
Agua de
mar
(ppm)
10500
El agua de mar
sintética
(ppm)
11080
1350
400
380
19000
2700
142
sesenta y
cinco
34
34500
1350
400
471
19980
2700
142
0
0
34100
484
315
1270/1844
Exceso
(ppm)
580
91
980
Cada una de las fuentes de agua (alimentación) se puso a prueba con cada uno de los tres
(3) membranas bajo un conjunto de condiciones STANDARD (recuperación de destino, R ≈
15%) para determinar TDS y otros rechazos de soluto Los último dos muestras (Tampa Bay)
reflejan un par de temporada de una sola fuente general, las aguas de origen abarcaba una gama
de calidades de agua en términos de TDS (2.200 a 25.400 mg / L), DOC (035 a 271 mg / L), y
bromuro de (444 a 604 mg / L) A tabular resumen de calidades de agua completos es presentado en
Mesas 33a mediante 33c
Rechazos de TDS y otros solutos por los diversos membranas se describen en Mesas 33a
mediante 33c (valores absolutos) y Figuras 35a mediante 35h (porcentaje rechazos) En términos de
TDS, Ya está fueron dos niveles objetivos establecidos: (i) 500 mg / L, el estándar de agua
potable secundaria de Estados Unidos, y (ii) 1.000 mg / L, un límite inferior de la definición de
agua salobre y representante de algunas de las principales fuentes de agua en los EE.UU. (por
ejemplo, el río Colorado, con niveles de TDS de entre 700 y 800 mg / L) Dado el total de 24
pruebas en total (8 aguas de alimentación, cada uno a prueba con tres membranas), un TDS de
<500 mg / L se consiguió en 8 pruebas y un TDS de <1,000 mg / L se llevó a cabo en 18 pruebas
(es decir, se observó un TDS permeado de entre 500 y 1.000 mg / L en 10 pruebas) Estos
resultados se basan en un conjunto estándar de condiciones operativas (R = 15% y la presión ≈
700 psi) Mientras que la recuperación empleada es realista para un solo elemento dentro de un
recipiente a presión, las presiones fueron es algún caso menor que óptima, dadas las presiones
osmóticas estimadas de 12 a ~
~ 140 psi asociado con la gama de aguas de alimentación
Los tres membranas producen impregna con <500 mg / L de SDT para la fuente de
Newport News (feed) de agua, el agua más bajo fuente de TDS Los tres membranas siempre
impregna con niveles de TDS de 500 a 1.000 mg / L para el Corpus Christi y un anónimo
California fuente de la planta de potencia, un compuesto intermedio y las aguas de origen TDS
más altos, respectivamente La fuente Tampa Bay resultado consistentemente en TDS <1,000 mg
/ L y, en algunos casos, <500 mg / L; permeabilidad inferiores comieron TDS se observó para la
segunda muestra de temporada, en consonancia con su TDS del agua de alimentación inferior
Para todos los tres (3) fuentes restantes, había por lo menos un caso en el que el TDS permeado
era > 1.000 mg / l La eficiencia total rechazo TDS siguió el orden: SR-SW> TM ~ SWC (Hubo
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Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO | 29
algunos problemas observados en la membrana SWC en términos de lixiviación de DOC aun
aunque una se utilizó protocolo de preparación de membrana y la estabilización estándar)
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1 Halifax (1 de junio1, 2003) 2
2003)
Impregn
Unidades
Parámetro
pH
DOCTOR
mg / L
UVA
cm-1
TDSmg / L
Salinityo / oo
Alkalinitymg / L como
SiO
mg / L
CaCO
2 3
California2+ mg / L
Mg2+
mg / L
Licenciado en Letras2+
L / A+
N
mg / L
K+
mg / L
Clmg / L
ASI2mg / L
QUBr
mg / L
E4
mg /
2-
HCO3
CO3
mg / L como
CaCO3mg / L
como CaCO3
Aliment SWC
ación
776
655
217
152
0380 1740
17600
1512
19
18
733
15
104
021
23750
2679
73980
7615
002
001
660.120 77130
23185
3130
1141.330 149.340
145.960 15430
3730
511
7287
149
13
01
TM ar SB20
671
699
017
02
0220
0120
1487
8055
15
89
20
30
021
062
591
1549
1470
3870
001
001
30446 304.950
1560 11240
55220 495.470
2160
2790
204
2094
199
88
01
01
Corpus Christi (28 de junio, 2003) 3
Aliment SWC
ación829
68
131
232
360
0810
20800
640
21
08
113
10
173
011
35450
1140
105730
3150
006
001
925.380 42280
31960
2010
1558290 81.310
218.790
5150
5616
288
11087
99
213
01
Impregn
TM ar SR-SW
65
64
019
012
0540
0590
610
520
06
04
10
10
025
013
2178
493
5660
1.401
mil
001
001
95390 43930
4730
1780
178800 77870
9130
3070
654
297
99
99
01
01
Planta de energía California (28 de junio,
Aliment SWC
ación83
68
08
17
20
00
254000
8500
270
08
1000
200
088
022
38200
728
117810
1959
001
000
1035030
27050
35990
1210
1707530
49010
242.430
2600
6042
178
1079
1998
21
002
Impregna
r
TM
SR-SW
67
69
01
011
00
006
8900
440
09
04
100
9
007
004
530
141
1505
390
000
000
28020
15390
1470
570
52050
24230
1960
700
195
098
999
899
001
001
30 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
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RESERVADOS TODOS LOS DERECHOS.
Mesa 3.3a
Agua calidad de la fuente de alimentación) (aguas y permeados correspondientes
4 Newport News (14 de julio, 2003) 5
2003))
Impregn
Unidades
Parámetro
pH
DOCTOR
mg / L
UVA
cm-1
TDSmg / L
Salinityo / oo
Alkalinitymg / L como
CaCO3
SiO2
mg / L
California2+ mg / L
Mg2+
mg / L
Licenciado en Letras2+
mg / L
N / A+
mg / L
K+
mg / L
Clmg / L
ASI2mg / L
QUBr
mg / L
E4
2-
HCO3
CO3
mg / L como
CaCO3mg / L
como CaCO3
Aliment SWC
ación83
608
035
091
040 0370
2200
64
23
01
300
10
3072
048
1650
050
1040
101
005
000
96870
2139
1684
052
115860
3072
8201
230
444
008
2999
999
01
001
TM ar SR-SW
613
589
022
022
0970
0290
39
20
0
0
10
10
050
028
031
171
018
011
000
000
1495
900
031
056
1930
1070
090
050
006
004
999
999
001
001
Seattle (28 de julio, 2003) 6
Aliment SWC
ación827
721
068
08
540
0270
22400
1290
238
13
100
100
203
025
33360
1310
102040
3780
003
000
884530
40270
30474
1650
1509800
73880
206.480
6940
5321
255
9819
999
181
001
Impregn
TM ar SR-SW
731
682
019
028
010
0160
1650
680
17
07
10
10
019
009
1500
500
4370
1390
000
000
45980 19980
1860
830
87900 35050
9190
2590
300
125
999
999
001
001
Scituate, Boston (14 de agosto de
Aliment SWC
ación
824
681
116
172
780
0830
25000
1300
267
13
90
10
056
003
36360
1060
110180
3060
002
000
948.760 38930
31642
1880
1606620
75260
225.720
4440
5686
270
8847
999
153
001
Impregn
TM ar SR-SW
6736
655
011
013
0110
008
580
430
06
04
5
10
008
011
310
200
830
470
001
000
17310 13950
810
510
30100 22460
1360
940
112
089
499
999
001
001
Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO | 31
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RESERVADOS TODOS LOS DERECHOS.
Mesa 3.3b
Agua calidad de la fuente de alimentación) (aguas y la correspondiente permeados
Unidades
Parámetro
pH
DOCTOR
mg / L
UVA
cm-1
TDSmg / L
Salinityo / oo
Alkalinitymg / L como
CaCO3
SiO2
mg / L
California2+ mg / L
Mg2+
mg / L
Licenciado en Letras2+
mg / L
N / A+
mg / L
K+
mg / L
Clmg / L
ASI QUE42mg / L
Brmg / L
HCO3mg / L como
CO32CaCO3mg / L
como CaCO3
7 Tampa, primero (septiembre 21, 2003) 8 TAMPA, Segunda (6 de febrero,
2004)
Impregn
Impregn
ar
TM
SR-SW
TM ar SR-SW
Aliment SWC
Aliment SWC
ación
ación852
835
629
758
773
739
67
708
271
26
026
018
215
216
013
017
1080
060
0150
0651
050
0130
0540
056
22000
648
607
423
20200
591
366
363
228
07
06
04
22
06
04
04
110
5
10
5
150
10
5
5
079
030
009
005
026
017
006
003
31960
530
520
190
31120
650
240
200
95570
1460
1060
550
91740
1450
570
550
001
000
000
000
001
000
000
000
859.900 20500 19160 11830
792.010 19470 12980 11650
28360
970
850
430
21780
870
2470
400
1421841 36330 31,740 19360
1364520
34220 22240 17090
195340
203
1880
1090
187.140
1960
790
1040
5515
130
110
070
5302
120
070
068
10762
499
999
499
14531
999
499
499
238
001
001
001
469
001
001
001
32 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
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RESERVADOS TODOS LOS DERECHOS.
Mesa 3.3c
Agua calidad de la fuente de alimentación) (aguas y permeados correspondientes
Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO |33
Pruebas de descenso de flujo también se llevaron a cabo con el fin de determinar los
efectos de la polarización de concentración y los posibles potenciales de escala Los resultados se
muestran en Figuras 36a mediante 36hCon el excepción de la fuente de Newport News, las
tendencias de disminución de flujo de las otras fuentes eran generalmente comparables para los
tres membranas La fuente Newport News muestra la clara ventaja de un menor TDS agua de
alimentación en términos de menor polarización de la concentración y el potencial de escalado Si
bien es difícil separar escalado inorgánico del ensuciamiento materia orgánica, no había ninguna
indicación clara de la materia orgánica ensuciamiento como podría ser revelado por el potencial
declive flujo frente relaciones DOC Es de destacar que las tres membranas mostraron ligeras
diferencias en agua pura permeabilidad (PWP) siguiendo el orden: TM> SR-SW> SWC, y
diferentes potenciales zeta (ZPS) siguiendo el orden (decreciente negativo ZP): SR-SW> SWC>
TM Dadas las ocho (8) fuente (alimentación) aguas, SR-SW produce impregna TDS de <500 mg
/ L y entre 500 y 1.000 mg / L en 5 y 2 casos, respectivamente; los TM producido impregna TDS
de <500 mg / L y entre 500 y 1.000 mg / L en 2 y 4 casos, respectivamente; y el SWC producido
TDS permeabilidad
ates de <500 mg / L y entre 500 y 1.000 mg / L en 1 y 3 casos, respectivamente
Los resultados del modelo simulaciones basadas en una etapa 7 elemento utilizando
membranas Dow Filmtec SWC1 y Océano Pacífico agua de la fuente de admisión abierta se
muestran en Figura 37 Esta simulación permitido el control independiente de la recuperación y la
presión, así como presiones más altas que que permit- ted por la unidad de pruebas a escala de
banco Estos resultados se ajustan a las expectativas teóricas con TDS rechazo disminuyendo con
la recuperación y el aumento de la presión Es de destacar que los niveles de TDS de <500 mg / L
fueron los resultados correspondientes alcanzables realizaron en la escala de banco con el TM
membrana sintética y el agua del mar se muestran en la Figura 38 Estas resultados muestran un
aumento de la TDS con el aumento de la presión, contrariamente a la teoría; Sin embargo, estos
resultados pueden explicarse por las mayores recuperaciones impuestas a presiones más altas
debido a la falta de un control independiente de la recuperación y presión, con el aumento de
presión decreciente rechazo TDS En contraste con las simulaciones, Niveles de TDS de tan sólo
<2,000 mg / L son alcanzables
RESUMEN
El uso del protocolo a escala de banco condujo a una membrana de clasificación general
aunque rechazos TDS se subestimaron Sin embargo, los resultados demuestran claramente los
atributos de estuarinos arine / bahía las fuentes de agua como TDS menor alimentar Las pruebas
a escala de laboratorio se llevaron a cabo para simular un solo (primera) etapa dentro de una
matriz Dado el aumento de la TDS de alimentación para las etapas posteriores, se podría esperar
una incluso menor rechazo de TDS a través de la matriz, junto con mayores potenciales de
incrustación, aunque una sola escenario sistema puede ser viable en algunos casos
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34 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
El potencial zeta de las membranas de ósmosis inversa
para la desalinización a pH 8
(TDS ajustado con NaCl)
SWC (Hydranautics) TM
(Torray) SR-SW
(Saehan)
2
0
-2
ZP (mV)
-4
-6
-8
-10
-12
-14
0
5000
10000
15000
20000
25000
TDS, mg /
L
Figura 3.1 Membrana potenciales zeta
Impregna
r
Unidad de
membrana
Medidor de
corriente
Micromedición
Control
válvula
Retenido
Recirculación
Bomba de
alta
presión
Depósito
Figura 3.2 Cross-flow unidad de pruebas de membrana
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30000
35000
Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO |35
Comparación de los TDS permeado a diferentes
recuperación
condiciones
(TDS inicial del agua de mar sintética: 34600 mg / L,
RSS
presión de 700 psi)
3000
SWC
(Hydranautics)
2700
TM (Toray)
2400
-SW SR (Saehan)
TDS mg / L
2100
1800
1500
1200
900
600
300
0
010
30
20
Recuperació
n, %
40
Figura 3.3 permeado TDS a diferentes recuperaciones con el agua de mar sintética
Las mediciones de la permeabilidad con agua pura y agua de mar
sintética al
presión misma de alimentación (700 psi) y que varían recuperaciones
(Marca Tenebrosa: permeablity agua pura; marca de vacío: la
permeabilidad del agua de mar)
SWC (Hydranautics) TM
(Torray) SR-SW
(Saehan)
Permeabilidad, mL / min
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Recuperació
n, %
Figura 3.4 permeabilidades de membrana a diferentes recuperaciones con el agua de mar sintética
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36 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
SWC
Halifax (11 de junio, 2003)
TMSB20
100
90
80
REJEcción, %
70
60
50
40
30
20
10
0
DOC
TOR
UVA
TDS
SWC
29.95
54.21
91.41
TM
SB20
92.17
90.78
94.21
96.84
91.55
54.23
Salinidad
SiO2
Ca2 +
Mg2
+
Ba2
+
Na +
K+
Cl-
SO42-
Br
90.53 79.54
79.81
88.72
89.71
42.11
88.32
86.50
86.92
89.43
86.30
79.55
92.31
92.11 72.71
53.16 59.07
79.81
40.38
97.51
93.48
98.01
94.77
73.68
47.37
95.39
53.80
93.27
51.52
95.16
56.59
98.52
98.09
94.53
43.86
72.69
87.92
92.31
92.31
Alcalinidad
HCO3- CO32-
Figura 3.5a El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: muestra de Halifax
S WC
Corpus Christi (28 de junio de 2003)
TMSR
-SO
100
90
80
REJEcción, %
70
60
50
40
30
20
10
0
DOCT
OR
UVA
TDS
SWC
-77.10
77.50
96.92
TM
SR-SW
85.50
90.84
85.00
83.61
97.07
97.50
Salinidad
SiO2
Ca2 +
Mg2 +
Ba2 +
96.19 91.15
93.64
96.78
97.02
91.53
97.14 91.15
98.10 91.15
85.55
92.49
93.86
98.61
94.65
98.67
84.75
86.44
Na +
K+
Cl-
SO42-
Br
HCO3- CO32-
95.43
93.71
94.78
97.65
94.87
91.07
95.31
89.69
95.25
85.20
94.43
88.53
95.00
95.83
98.60
88.35
94.71
91.07
91.07
95.31
95.31
Alcalinidad
Figura 3.5b El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la muestra Corpus Christi
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Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO |37
Figura 3.5c El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la planta de energía en
el anonimato de California
Newport News (14 de julio de 2003)
SWC
TM
SR-SO
100
90
80
REJEcción, %
70
60
50
40
30
20
10
0
SWC
TM
SR-SW
DOCTO UVA
R
-160,00 90.75
TDS
97.09
Salinidad Alcalinidad
SiO2
95,65 96,67 98,44
Ca2 +
Mg2 +
Ba2 +
Na +
K+
Cl-
SO42-
Br
HCO3- CO32-
96.97
90.29
96.30
97.79
96.91
97.35
97.20
98.20
96.67
90.00
37.14
75.75
98.23
100,00 96,67 98,37
98.12
98.27
94.44
98.46
98.16
98.33
98.90
98.65
96.67
90.00
37.14
92.75
99.09
100,00 96,67 99,09
89.64
98.94
96.30
99.07
96.67
99.08
99.39
99.10
96.67
90.00
Figura 3.5d El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: Newport News muestra
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38 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
SWC
Seattle (28 de julio, 2003)
TMSR-SW
100
90
80
REJEcción, %
70
60
50
40
30
20
10
0
DOC
TOR
UVA
TDS
Salinidad
SiO2
Ca2
+
Mg2+
Ba2
+
N / A+
SWC
-17.65
95.00
94.24
TM
SR-SW
72.06
98.15
92.63
94.540.00
87.68
96.07
96.30
84.62
92.86 90.00
90.64
95.50
95.72
88.46
58.82
97.04
96.96
97.06 90.00
95.57
98.50
98.64
88.46
Alcalinidad
K+
Cl-
SO42-
Br
HCO3- CO32-
95.45
94.59
95.11
96.64
95.21
89.83
99.45
94.80
93.90
94.18
95.55
94.36
89.83
99.45
97.74
97.28
97.68
98.75
97.65
89.83
99.45
Figura 3.5e El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la muestra de Seattle
SWC
Scituate, Boston (14 de agosto de 2003)
TMSR-
SO
100
90
80
Re ección %
70
60
50
40
30
20
10
0
SWC
TM
SR-SW
DOC UVA
TOR
-48 0.2 89.36
8
90.52 98.59
88.79 98.97
94.80
TDS
La alcalinidad
Salinidad
95.13 88.89
94.64 97.08
SiO2 Ca2 +
Mg2
+
97.22
97.68
98.28
97.75 94.44
98.50 88.89
85.71 99.15
80.36 99.45
99.25
99.57
Lic 2+
en
8
2. 35
cia
do
7en
0. 59
8Le
8. 24
tra
s
Na +
K+
Cl-
95.9
0
9 4.06
95. 32
SO42 -Br98.0 3 95.25
HCO3- CO3288.71
99.35
98.1
8
98.5
3
9 7.44
9 8.39
98. 13
98. 60
99.40
99.58
94.36
88.71
99.35
99.35
98.03
98.43
Figura 3,5F rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: la muestra de Boston
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Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO |39
SWC
Primero Tampa (21 de septiembre de 2003)
TMSR-SW
100
90
80
REJEcción, %
70
60
50
40
30
20
10
0
DOCUVATDS Salinidad
SO42-Br-HCO3-
Alcalinidad
SWC
4.0694.44 97,05 96,93 95,45 62,03 98,34 98,47 76,92 97,62 96,58 97,44 99,90
TM
98,61 97,24 97,37 90,41 90,91 88,61 98,37 98,89 76,92 97,77 97,00 97,77 99,04 98,01 90,72 99,58
SiO2 Ca2 + Mg2 +
Ba2 + Na + K + ClCO32-
97,64 95,36 99,58
SR-SW 93.98 98.08 98.25 93.36 95.45 93.67 99.41 99.42 92.31 98.62 98.48 98.64 99.44 98.73 95.36 99.58
Figura 3.5g El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: Tampa primera muestra
S WC
Segundo Tampa (Februray 6, 2004)
TMSR-SW
100
90
80
REJEcción, %
70
60
50
40
30
20
10
0
DOCT
OR
UVA
TDS
Salinidad Alcalinidad
SiO2
Ca2
+
Mg2
+
Ba2
+
Na +
K+
Cl-
SO42-
Br
H CO3- CO32-
SWC
-0.47
98.76
97.07
97,27 93,33 34,62
97.91
98.42
71.43
97.54
96.01
97.49
98.95
97.74
93.13
99.79
TM
SR-SW
93.95
94.86
98.19
98,18 96,67 76,92
99.23
99.38
85.71
98.36
88.66
98.37
99.58
98.68
96.57
99.79
92.09
94.67
98.20
98,18 96,67 88,46
99.36
99.40
78.57
98.53
98.16
98.75
99.44
98.72
96.57
99.79
Figura 3.5h El rechazo de diversos parámetros de calidad del agua: Tampa segunda muestra
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40 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Medición de la disminución de flujo con Halifax (11 de junio,
2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%,
sin recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
SWC
TM
SB20
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
30
20
40
Tiempo,
min
Figura 3.6a Flux declinar con tres membranas y las fuentes de agua Halifax
Medición de la disminución de flujo con Corpus Christi (28 de
junio, 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%, sin
recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
SWC
TM
SR-SW
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
Tiempo,
min
Figura 3.6b Flux declinar con tres membranas y las fuentes de agua de Corpus Christi
© 2010 Fundación para la Investigación del Agua.
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Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO |41
La medición de la disminución de flujo con la Planta de Energía de California
Anónimo (28 de junio de 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%, sin
recirculación)
100
90
SWC
TM
SR-SW
Flujo disminución, %
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
30
20
40
Tiempo,
min
Figura 3.6c Flux declinar con tres membranas y una fuente de agua planta de energía de California
La medición de la disminución de flujo con Newport News (14
de julio de 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%,
sin recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
80
70
60
50
40
30
20
SWC
TM
SR-SW
10
0
0
10
20
30
40
Tiempo,
min
Figura 3.6d Flux declinar con tres membranas y agua fuente de noticias de newport
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42 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
La medición de la disminución de flujo con Seattle (28 de
julio, 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%,
sin recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
SWC
TM
SR-SW
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
30
20
40
Tiempo,
min
Figura 3.6E Flux declinar con tres membranas y las fuentes de agua de Seattle
La medición de la disminución de flujo con Scituate, Boston (14 de
agosto de 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%, sin
recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
SWC
TM
SR-SW
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
Tiempo,
min
Figura 3.6f declive Flux con tres membranas y las fuentes de agua de Boston
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Capítulo 3: Evaluación Sourcewater Nationwide y Banco-Scale Experimentos Rendimiento RO |43
La medición de la disminución de flujo con la primera Tampa (21
de septiembre de 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%, sin
recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
SWC
TM
SR-SW
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
30
20
40
Tiempo,
min
Figura 3.6g Flux declinar con tres membranas y agua primera fuente de Tampa
La medición de la disminución de flujo con la segunda Tampa
(de Feburary 6, 2003)
(Presión de alimentación: 700 psi, la recuperación del 15%, sin
recirculación)
100
90
Flujo disminución, %
SWC
TM
SR-SW
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
Tiempo,
min
Figura 3,6H Flux declinar con tres membranas y agua Tampa segunda fuente
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44 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
600
1000
500
400
750
300
500
200
250
100
0
Alimentación
Presión
(psi)
Permeado TDS
(mg / L)
Individual Elemento permeado TDS a
20 ° C
0
0
5
15
10
20
Flux
(GFD)
Recuperación de 15%
Recuperación de 20%
Recuperación de 10%
Recuperación de 25%
Presión de
Presión de
alimentación al 10%
alimentación en el
de la presión de
15% de la presión de
alimentación a 20%
alimentación a 25%
Figura 3.7 simulaciones de modelos: impregnan TDS frente a la recuperación y la presión
Eliminación TDS al experimento a escala de banco (TDS inicial del agua de mar sintética
= 26000 mg / L)
2400
mg /
L
2200
psi
900
800
700
Pemeate TDS (mg / L)
1800
1600
600
1400
500
1200
400
1000
800
300
600
Alimentación presión (psi)
2000
200
400
100
200
0
0
1
2
3
Recuperació
n (%)
Figura 3.8 pruebas a escala de banco: permear TDS frente a la recuperación y la presión
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CAPÍTULO 4
PRUEBA PILOTO DE LA
FLORIDA
INTRODUCCIÓN
Fondo
Como la población y la consiguiente demanda de aumentos de agua potable al año, la
disponibilidad de nuestros limitados recursos naturales, como el agua dulce, disminuye
rápidamente el contrario, el océanos tienen siempre proporcionado un suministro casi ilimitado
de agua, aunque no potable Durante el última década, los avances tecnológicos en los sistemas
de membrana están haciendo rápidamente este vasto agua la fuente de un agua alternativa viable
suministro para uso futuro
Quedan muchas preguntas con respecto a la integración de los suministros de agua de
mar desalinizada en UTILITY operativo dad sistemas y la aceptación pública de la calidad del
agua resultante Además de las preguntas sobre la base de diseño adecuado y el rendimiento
operativo de la rentabilidad, la calidad del agua con la implementación de desalinización a gran
escala sigue siendo insuficientemente entendida como las regulaciones de agua potable y
expectativas de los clientes han crecido de forma espectacular en el últimos 20 años, las
implicaciones de este crecimiento para la aplicación de agua de mar amplia escala no se ha
evaluado de forma sistemática
A la fecha, la implementación de las instalaciones de desalinización en los EE.UU. se ha
logrado en fase de diseño-construcción-operación (DBO) tipo de contratos, donde los sistemas
propietarios son construidos y operados por sus propietarios con la difusión pública limitada de
diseño, y calidad del agua en funcionamiento información sobre el rendimiento dad Este
documento representa un subconjunto de la información asociada a un estudio de Colaboración
Fundación Tailored se centró en el desarrollo de la calidad del agua de desempeño
especificaciones útil para cualquier utilidad interesado en la aplicación de la desalinización
facili- ata Estas especificaciones pueden constituir la base de las necesidades futuras de DBO
sistemas y acuerdos de compra de suministros desaladas proporcionados por instalaciones de
propiedad privada
Planteamiento del problema
La permisos, diseño preliminar y final de los sistemas de ósmosis inversa de agua de mar
(SWRO) implica la consideración de numerosos factores diseño y operacionales para lograr la
calidad del agua terminado deseada mientras se minimiza el ciclo de vida en general cuesta
sistemas de membrana de agua de mar típica utilizar un solo pasar configuración de la matriz Sin
embargo, como los objetivos de calidad del agua terminados se vuelven más estrictas, puede ser
necesario Esto es especialmente cierto para los de bajo peso molecular tratamiento adicional
inorgánico constituyentes tales como boro y cloruro niveles de boro en el agua de mar, que por lo
general promedio de 45 mg / l en el agua cruda, pueden superar la Organización Mundial de la
Salud (OMS) ex valor de referencia de 05 mg / L después de sistema SWRO sola pasada Esto es
particularmente cierto para los sistemas operando a altas recuperaciones o usando las fuentes de
agua caliente Además, los servicios públicos pueden elegir tratamiento Ment normas que son
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46 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
más estrictas que los requisitos reglamentarios y pueden dar lugar a la necesidad de adicional
tratamiento
Esta situación fue el caso en el proyecto Tampa Desal I donde Tampa Bay Water bajó la
meta concentración de cloruro aceptable en el agua tratada de 250 mg / L según lo recomendado
por la Ley de Agua (SDWA) Beber al menos de 100 mg / l para reducir el riesgo de corrosión
45
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46 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
dentro de su sistema de distribución de la transmisión y este requisito resultó en el diseño de una
segundo pase sistema de ósmosis inversa para reducir aún más la concentración de cloruro a la
especificada 100 mg Nivel / L Además, el objetivo de cloruro para la segunda desaladora
propuesta de Tampa Bay Water será aún más bajado a 35 mg L / requiriendo un segundo
tratamiento pase
Instalaciones SWRO utilizan un único pasar o un cumplimiento de la configuración de
dos pasadas con la calidad del agua tratada específica metas o regulaciones no pueden ser
satisfechas por un sistema de un solo paso a solas El tratamiento adicional típicamente en la
forma de un segundo sistema de RO pase a veces se requiere, dependiente tanto en la calidad del
agua de origen y / o los objetivos de calidad del agua terminados
Mientras que la utilización de un segundo pase para el tratamiento continuo de la
totalidad o una porción de la primera permeado pase se entiende por la mayoría, otras opciones
están potencialmente disponibles para alcanzar los objetivos cies dactilares similares de calidad
de agua utilizando solamente un único sistema de SWRO pase Estas otras opciones incluyen
aumentando el flujo pase primero, disminuyendo las primeras recuperaciones de paso, y
disminuyendo el número de primero pasar elementos de membrana por recipiente a presión Es
importante señalar que la reducción tanto primero pasar la recuperación y el número de
elementos utilizados por recipiente a presión tiene el potencial de mejorar la calidad del agua
tratada mediante la limitación de la difusión de contaminantes concentrados en el agua de
permeado cerca del extremo de la cola del recipiente a presión
La mayoría de los fabricantes de membranas comerciales proporcionan software de
modelado por ordenador para el desarrollo de diseños conceptuales de los sistemas de
tratamiento de membrana utilizando sus elementos Mientras que estos modelos de proyección
equipo fabricante de la membrana pueden ser utilizados para predecir la influencia de estas
condiciones pueden tener sobre la calidad del agua de terminar, es necesario realizar pruebas de
campo real utilizando tem piloto SWRO ma para confirmar los resultados, ya que se llevó a cabo
como parte de este proyecto
OBJETIVOS
La Fundación de Investigación del Agua (Fundación) entiende que no sólo existe una
variación en la calidad del agua con respecto a la fuente de agua, sino también una variación
significativa en los objetivos de calidad del agua para cada municipio Por lo tanto, era importante
desarrollar criterios generales de diseño para cubrir bastante amplia gama tanto de la calidad del
agua de origen y los objetivos de calidad del agua terminados
El propósito de la prueba piloto de la Florida dirigió el presente documento fue evaluar el
impacto de los parámetros de funcionamiento dis- tintos sobre la calidad del agua tratada, para
cumplir con una serie de objetivos de calidad del agua Evaluación Piloto de impactos en la
calidad del agua se realizó en dos sitios diferentes en Florida Este parte del proyecto se centró en
las evaluaciones piloto de corto plazo para determinar el efecto de SWRO diseño pará- etros
sobre el cumplimiento de varias especificaciones de calidad del agua terminados
Con el fin de evaluar el impacto o efecto de la variación de los criterios específicos de
diseño de la membrana de la calidad del agua tratada, tres diferentes niveles de calidad del agua
se especifican en este documento para reflejar la gama de objetivos de calidad del agua que se
podría esperar de un sistema de ósmosis inversa
Los tres (3) diferentes niveles de objetivos de calidad del agua se describen como sigue:
1 El primer nivel de los objetivos de calidad del agua es el nivel menos estricto de la calidad del
agua y es representada por una concentración TDS agua tratada de menos de 500 mg
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |47
/ L,
2 El segundo nivel de objetivos de calidad del agua está representada por un cloruro de
agua tratada concentración de menos de 100 mg / L, siendo ese nivel más estricto
que el nivel anterior y;
3 El tercer nivel de los objetivos de calidad del agua es el más riguroso y está
representado por una concentración de boro en el agua acabada de menos de 05 mg /
L
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48 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 4.1
El agua de mar de la Florida calidad
Parámetro
TDS
Cloruro
Boro
pH
La
temperatura
Bromuro
TOC
Unidades
mg / L
mg / L
mg / L
unidades
DO
mg / L
mg / L
Promedio
20460
11416
336
82
307
370
119
Costa este
Bajo
20224
11179
216
81
285
359
10
Alto
20880
11663
53
84
330
389
13
Promedio
27110
15180
365
78
302
539
32
Oeste Costa
Bajo
25000
14302
34
74
262
472
26
Alto
29200
16830
40
80
318
628
38
Como se dijo anteriormente, el propósito de este estudio fue evaluar el impacto de las
diversas opera- parámetros cionales sobre la calidad del agua tratada A los efectos de este
estudio, los cuatro (4) principales variables de diseño para sistemas de tratamiento de membrana
seleccionados para evaluar sus impactos o efectos sobre estos tres niveles de objetivos de calidad
del agua son los siguientes:
un Primer pase flujo
b Primer pase recuperación
c Número de elementos por recipiente a presión en la
primera pasada d
pH del agua de alimentación al
segundo pase
Durante el programa piloto de pruebas, los cuatro factores definidos aquí se variaron con
el fin de evaluar sus impactos en las tres especificaciones acabados de calidad del agua de un
sistema de ósmosis inversa de agua de mar como se definió previamente Estos criterios de diseño
fueron seleccionados específicamente por su importancia en la final diseñarlo se sabe que el
aumento del primer flujo pase aumentará la capacidad de producción de agua para una inversión
de capital determinada Sin embargo, puede haber un ciclo de vida significativa costo desventaja
ciación ciada con esta ventaja inicial costo de capital También se sabe que la reducción de la
recuperación tanto pase primero y el número de elementos utilizados por recipiente a presión
tiene el potencial de mejorar la calidad del agua tratada mediante la limitación de la difusión de
contaminantes concentrados en el permeado cerca del extremo de la cola de el recipiente a
presión Era el propósito específico de este estudio a prestar especial atención al efecto la calidad
del agua terminado después de la variación en estos criterios de diseño
MÉTODOS DE PRUEBA PILOTO
A evaluar los impactos de las variables de diseño en las tres especificaciones de calidad
del agua, un piloto estudio se realizó en dos sitios en la Florida
Aguas Fuente
Las dos fuentes de agua fueron el Indian River en Cabo Cañaveral, Florida, en lo
sucesivo, el Sitio de la Costa Este en el informe, y el río Anclote en Tampa, Florida, en lo
sucesivo en adelante Como el sitio de la Costa Oeste Cabe señalar que estos dos aguas de origen
no son verdaderas agua de mar ya que ambos están bajo la influencia de la escorrentía de aguas
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
|49 en Tabla 41
superficiales La calidad del agua en bruto de estas dos fuentes de aguaFlorida
se resumen
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50 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
La calidad de las fuentes de agua de la Costa Este fue consistente durante el estudio
piloto, y se observaron sólo ligeras variaciones, mientras que los resultados de las fuentes de
agua de la costa oeste mostraron cierta variabilidad en el contenido de agua de mar durante el día
Las variaciones se supone que son el resultado de la influencia de las mareas a el sitio
Matrix Experimental
Una matriz experimental fue desarrollado para este programa piloto de pruebas con el fin
de estudiar el impacto de las variaciones en las cuatro variables de diseño del sistema de agua de
mar en la calidad del agua tratada
El primero de tres variables de diseño se asocian con el primer diseño de primer paso, dos
flujos en el primer pase fueron probados: 8 y 12 gfd Esta gama de flujo es representativa de los
flujos utilizados en plantas de tratamiento de agua de mar en todo el mundo En segundo lugar,
dos recuperaciones de 40% y 60% en el primer pase se ensayaron para representar el mínimo
típico y recuperaciones máximas aplicadas en un agua de mar planta de tratamiento tercer lugar,
el número de elementos por recipientes a presión en la primera pasada se varió del 6 al 8 Una
planta de tratamiento de agua de mar está diseñado típicamente con 7 u 8 elementos por presión
ves- sel Seis elementos por recipiente a presión también se puso a prueba en este estudio para
determinar qué beneficios haría se pueden obtener en términos de la calidad del agua mediante el
uso de sólo 6 elementos por recipiente a presión Por último, la cuarta variable de diseño es el pH
del agua de alimentación al segundo sistema pase de dos valores experimentales se ajustaron a
pH 82 y 11 para evaluar específicamente la eliminación de boro en el segundo sistema de pases
El pH de 82 fue el pH de la primera pasada de permeado, y se requiere ningún ajuste de pH
Un total de 16 experimentos se llevaron a cabo y las condiciones de funcionamiento de
estos 16 riencia iments se resumen en Mesa 42 Fuera de los 16 experimentos, se llevaron a cabo
12 experimentos para tener en cuenta todas las combinaciones de las tres primeras variables de
diseño pase (flujo, recuperación, ro ber de elementos por recipiente a presión) y a un pH de
alimentación de 82 a la segunda pasará Los otros cuatro experimentos se llevaron a cabo para
operar en el segundo pase con un pH de alimentación de 11 Estos cuatro particular, También se
realizaron experimentos con sólo 7 elementos por recipiente a presión en la primera pasada y
variando sólo el flujo y la recuperación de la primera pasada
Agua Análisis de Calidad
Con el fin de evaluar el impacto de las variables de diseño en la calidad del agua de un
sistema de agua de mar, el análisis del agua cruda, la primera pasada de permeado y el segundo
permeado pase se efectuará la TDS, cloruro y boro fueron los parámetros de interés desde que
son la base de las especificaciones de calidad de agua de tres definidos previamente Además, se
analizaron también otros parámetros, tales como bromuro y dureza para evaluar el rendimiento
global de las membranas de agua de mar Agua se realizó el muestreo y análisis de la calidad
como se describe en Tabla 43
Piloto Descripción
Reiss Ambiental, Inc. (REI) siempre que el agua de mar por ósmosis inversa (SWRO)
sistema de la planta piloto de este estudio La unidad de planta piloto SWRO se movilizó para
tratar el agua de mar y pro- Duce 4.500 a 7.200 galones por día (gpd) de agua de permeado El
sistema de agua de mar a escala piloto REI consiste en un sistema de dos pasos con hasta ocho
4040 elementos de membrana en la primera pasada y un solo elemento 4,040 en el segundo paso
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
|51
(Cifra 41) Modelo Toray Membrana de agua de mar TM-810 elementosFlorida
se utilizaron
en el primer
tratamiento pase y un modelo Toray TM-710 elemento de membrana
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52 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 4.2
Florida pruebas piloto matriz experimental
Flux
(GF
D)
8
8
12
12
8
8
12
12
8
8
12
12
8
8
12
12
Experimentar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Primer
pase
Recupera
ción
(%)
40
60
40
60
40
60
40
60
40
60
40
60
40
60
40
60
En segundo
lugar
pHPass
(SU)
82 (1)
82
82
82
11
11
11
11
82
82
82
82
82
82
82
82
Elementos /
PV (#)
7
7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8
6
6
6
6
Nota: las condiciones de operación Segundo paso:% de recuperación 85 (utilizando reciclar) y 15 gfd flujo usando
una sola unidad de elemento
(1) pH de primera permeado pase, ningún ajuste del pH
Mesa 4.3
Agua calidad muestreo
Parámetros
Unidades
TDS
Cloruro
Boro
mg / L
mg / L
mg / L
Bromuro
Fluoruro
mg / L
mg / L
Sodio
TOC
Alimenta
ción
Exp
15,
9, 13
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Primer
pase
Impregna
Concentrad
r
Exp 1 a 4 Exp 1o a 4
y 9 al 16
y 9 al 16
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
En segundo lugar
Pass Concentrad
Impregna
o1
Expr 1
Exp
a través
a través
de X
16
de X
16
X
X
X
X
X
X
X
X
X
mg / L
mg / L
Alcalinidad
mg / L como
Total dureza
mg
/ L3 como
CaCO
La dureza de calcio mg
CaCO
/ L3 como
CaCO3
Nota: En primer lugar pasar permeado y concentrado no se pueden muestrear muestras para los
experimentos de 5 a 8, ya que son duplicados de los experimentos 1 a 4
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X
X
Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |53
era utilizado en el segundo tratamiento de pasar el segundo pase se simula utilizando una sola
unidad de elemento El segundo pase se hizo funcionar a 15 gfd y al 85% de recuperación,
utilizando de reciclaje
El tratamiento previo al piloto SWRO se realizó utilizando la filtración de medios
convencionales en el piloto de Indian River (costa este) y ultrafiltración utilizando en el piloto
río Anclote (West Coast) La Universidad del Sur de Florida (USF) suministra la planta piloto de
filtración de los medios de comunicación convencionales y Norit Americas suministra la planta
piloto de ultrafiltración
FLORIDA RESULTADOS DEL ESTUDIO PILOTO
Una discusión sobre el cumplimiento de las especificaciones de calidad del agua (WQS)
se presenta para TDS, cloruro y boro en el siguiente subsecciones Discusión del cumplimiento de
WQS se basa en las cuatro variables de diseño: primero flujo pase, recuperación primera pasada,
el número de elementos por presión de recipiente en la primera pasada, segundo pH alimentación
pase Cabe señalar que la temperatura de la agua durante los experimentos fue de
aproximadamente 31 ° C en la costa este, y aproximadamente 34 ° C en la costa oeste El efecto
de la temperatura no se evaluó como parte de este proyecto
Total Sólidos Disueltos
El primer nivel de objetivos de calidad del agua es el nivel menos estricto de la calidad
del agua y es repre- SENTED por terminada la concentración TDS de agua inferior a 500 mg / L
se realizaron un total de 24 experimentos en ambos sitios Este y la Costa Oeste para determinar
el impacto de los tres primeros operativo pase condiciones ing de la concentración de TDS en el
agua de mar primero pase sistema de membrana de permeado El objetivo era entonces para
determinar que condiciona el resultado en el cumplimiento de la meta de TDS de 500 mg / L
Figura 42 muestra el La concentración de TDS como una función de flujo, la recuperación y el
número de elementos por recipiente de presión para ambos sitios
El efecto de fundente sobre la calidad del agua se evaluó mediante la comparación de la
concentración de TDS en la primera pasada de permeado para dos velocidades de flujo
diferentes, 8 y 12 gfd gfd y manteniendo los otros dos primero aprobar las condiciones de
funcionamiento constante (recuperación y el elemento por recipiente de presión) El aumento de
flujo del 8 al 12 gfd resultó en una disminución en la concentración de TDS de la primera pasada
permear Una disminución de hasta 44% se observó mediante el aumento del flujo del 8 al 12 gfd
El efecto de los cambios velocidad de flujo en la primera pasada de permeado de concentración
TDS de agua se observó que ser coherente para ambos sitios
Este aumento en la calidad del agua con un flujo cada vez mayor es debido al hecho de
que la difusión del ion a través de la membrana no es una función de flujo (o flujo) En
consecuencia, la misma masa de iones pasará a través de la membrana para una alimentación
dada la concentración y de las corrientes de agua Por lo tanto, la concentración disminuirá si el
flujo de agua aumenta para la misma masa de iones
El efecto de cambiar el porcentaje de recuperación de la concentración de TDS en Meate
la primera pasada per- también se evaluó mediante la variación de la recuperación de 40% a 60%
y manteniendo los otros dos primero aprobar las condiciones de operación (flujo y el número de
elementos por recipiente de presión) Se observó que un aumento en la recuperación resultó en un
incremento de TDS en la primera pasada permear El aumento en la recuperación resultó en
algunos casos en la duplicación de la concentración de TDS en la primera pasada impregnan el
efecto de la recuperación de la concentración de TDS fue observado para ser consistente para
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54 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable
ambos
sitios
Esta disminución en la calidad del agua con una recuperación aumento es debido al hecho
de que la difusión de los iones es una función de la concentración de la alimentación ya que el
promedio aumenta la concentración de alimentación con una recuperación creciente, la difusión
del ion a la permeado por lo tanto, aumentará
El efecto del número de elementos por recipiente a presión se evaluó mediante la
variación del número de elementos de 6, 7 y 8 Se observó que la concentración de TDS
disminuye cuando el
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |55
número de elementos por recipientes a presión se incrementa, del sitio web de la costa este Sin
embargo, no se observó ninguna tendencia en el sitio costa oeste
Sobre la base de estas observaciones, las peores condiciones de operación en términos de
la calidad del agua serían entonces una tasa de flujo bajo y una alta recuperación y 6 elementos
por recipiente a presión como se muestra en Figura 42, el Meta TDS de 500 mg / L no se cumplió
en el sitio de la costa oeste para un flujo de 8 gfd y una recuperación de 60% para cualquier
número de elementos por recipiente a presión (6 a 8) Este resultado fue no se observa en la costa
este, porque la concentración de TDS en el agua cruda es inferior en la costa oeste de La TDS
agua cruda en la Costa Oeste durante el estudio fue de aproximadamente 27000 mg / L, mientras
que el TDS del agua cruda en la Costa Este fue de aproximadamente 20.000 mg / L Para
cualquier otra combinación de condiciones de funcionamiento a prueba, la TDS meta se cumplió
en ambos sitios
Cloruro
Un total de 24 experimentos se llevaron a cabo en ambos sitios (12 en cada sitio) para
determinar el impacto de las tres condiciones de funcionamiento en el logro de la meta en el
permeado en la primera mar- pase membrana de agua sistema para el cloruro El objetivo era
entonces para determinar qué condiciones lo hará resultado en el cumplimiento de la meta de
cloruro de 100 mg / L Figura 43 muestra la concentración de cloruro de como un función de
flujo, la recuperación y el número de elementos por recipiente a presión para ambos sitios
El efecto de la tasa de flujo se evaluó mediante la comparación de la concentración de
cloruro de dos di- ferentes flujo tarifas, 8 y 12 gfd gfd y manteniendo constantes las otras dos
condiciones de funcionamiento (peración ery y el elemento per recipiente de presión) El aumento
en el flujo del 8 al 12 gfd resultó en una disminución de la concentración de cloruro de la
primera pasada de permeado en ambos sitios Una disminución de hasta el 50% se observado al
aumentar el flujo del 8 al 12 GFD La razón del aumento de la calidad del agua con el aumento de
flujo se explicó en el sección anterior
El efecto de cambiar el porcentaje de recuperación en la concentración de cloruro
también se evaluó mediante la variación de la recuperación de 40% a 60% y manteniendo los
otros dos condiciones de funcionamiento (flujo y el número de elemento por recipiente a presión)
Se observó que un aumento en la recuperación traducido en un aumento de cloruro de la primera
pasada impregnan el efecto de flujo y la recuperación de la concentración de cloruro se observó
para ser consistente tanto para los sitios La razón de la disminución de la calidad del agua con el
aumento de la recuperación se explica en el sección anterior
El efecto del número de elementos por recipiente a presión se evaluó mediante la
variación del número de elementos de 6, 7 y 8 Sin embargo, no se observó ninguna tendencia
definitiva en ambos sitios Se observa que la calidad del agua de permeado en los últimos
elementos se degrada a medida que se agregan más elementos en el interior el Sin embargo
recipiente a presión, como resultado de las presiones más altas necesarias para impulsar estos
últimos elemento mentos, tasas de flujo para los elementos principales son mayores Debido a
que la calidad del agua del líder elementos es mejor, esto compensa la calidad del agua pobre
producido a partir de los últimos elementos, dando como resultado una calidad del agua similares
en comparación con un diseño que tiene menos elementos
El objetivo de 100 mg / L de cloruro no se cumplió bajo cualquiera de las doce
combinaciones de condiciones de funcionamiento en el sitio costa oeste En el sitio costa este, el
objetivo no se cumplió en la recuperación del 60% en cualquier flujo o cualquier número de
elementos por recipiente a presión, excepto para el escenario cuando flujo se fijó en 12 gfd por 7
elementos por recipiente a presión El gol fue marginalmente reunió a 40% en el sitio costa este
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56 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable en estas observaciones, la meta de 100 mg
Basándose
/ L de cloruro sería marginalmente reunido
para una concentración de cloruro de agua cruda de 11 500 mg / L y no se reunió para una
concentración de cloruro del agua cruda de 14.000 mg / L o mayor Por lo tanto, el tratamiento
adicional tal como una segundo paso sería necesaria para alcanzar el objetivo
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |57
Agua calidad de segundo pase filtrado se analizó en términos de cloruro para determinar
qué proporción de mezcla de primera pasada y segundo permeado pase se requiere para alcanzar
la meta de 100 mg / l El Toray TM710 membrana de ósmosis inversa se utilizó en el segundo
paso único elemento de unidad de operación ated en 15 gfd y 85% de recuperación para todas las
pruebas, ya sea en los sitios de la costa este y oeste, la concentración de cloruro era inferior a 5
mg / L en el segundo permeado pase Figura 44 muestra la mezcla by-pass ciento requiere para
satisfacer la 100 mg / L de cloruro de meta suponiendo que el cloruro es la limitación de factor
en términos de los objetivos de calidad del agua cuando se cumpla la meta de 100 mg / L en la
primera pasada no se requiere segunda pasada
Boro
Un total de 24 experimentos se llevaron a cabo en ambos sitios para determinar el
impacto de las tres condiciones de funcionamiento en el logro de la meta de boro en el permeado
del primer sistema de membrana de agua de mar pase El objetivo era entonces para determinar
qué condiciones se traducirá en el cumplimiento de la objetivo de boro de 05 mg / L Figura 45
muestra el concentración de boro como una función de flujo, la recuperación y el número de
elementos por recipiente a presión para ambos sitios
Figura 45espectáculos el mismo tendencias que se observaron para TDS y cloruro En
todos los casos, un aumento en los resultados de flujo en una mejor calidad del agua en términos
de concentración de boro Sin embargo, un aumento en la recuperación resultó en peor calidad del
agua No hay tendencias para la concentración de boro en función de número de elementos por
recipientes a presión se pudo determinar en ambos sitios El objetivo de boro de 05 mg / L no se
cumplió para cualquier combinación de las condiciones de funcionamiento probado en ambos
sitios y una concentración de boro en el agua de alimentación de 35 y 3 7 mg / L en los sitios de
la Costa Este y la Costa Oeste, respectivamente, por lo tanto, un tratamiento posterior de la
primera permeado pase sería necesario a fin de cumplir la meta de 05 mg / L
Diferente opciones están disponibles para eliminar el boro desde el primer pase permear
Estas opciones incluir tratamiento pase segundos e intercambio iónico Sólo la opción segunda
pasada se evaluó en este estudio para eliminar el boro de la primera pase permeado En primer
lugar hay que señalar que en agua de mar, la forma predominante de boro es ácido bórico (B
(OH) 3) La segunda forma de boro es borato (B (OH) 4-) y es predominante a valores de pH
superiores a 855 (pKa de ácido bórico / borato en agua de mar) de la dos especies, borato se
elimina más fácilmente por ósmosis inversa desde borato está cargado negativamente mientras
que el ácido bórico no se carga Por lo tanto, a fin de reducir de boro usando un segundo pase RO
ma tem, el pH de necesitaría el primero de permeado pase a ser aumentado a por lo menos 855
SU utilizando hidróxido de sodio (soda cáustica) Aumentar el pH del agua de permeado aumenta
la cantidad de borato y, posteriormente, la cantidad de boro eliminado
Los experimentos se llevaron a cabo en el segundo pase con el fin de determinar el nivel
de boro en el segundo pase permear Además, pH era variada, ya que el rechazo de boro es una
función del pH Como se muestra en la Figura 46 el rechazo de boro se incrementó
significativamente desde un pH de 82 a un pH de 110 La media rechazo de boro fue de
aproximadamente 30 a 35% para un segundo pH alimentación pase de 82, mientras que el
rechazo de boro fue mayor que 90% a un pH de 110
Sabiendo que la media eliminación de boro es 35% en el segundo pase a un pH de
alimentación de 82, la concentración máxima de boro en la primera permeado pase tendría que
ser de menos de 08 mg / L en Para llegar a la meta de 05 mg / l Si la concentración de boro en el
permeado de primer paso es más de 08 mg / L luego ajuste segundo pase alimentación pH se
requeriría Además, el 100% de la corriente pase primero tendría que ser tratado por un segundo
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58 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
pasePotable
si el primer pase de permeado de boro con-
centración es 08 mg / L de boro Si la
concentración es inferior a 08 mg / L, entonces el segundo pase se puede omitir parcialmente
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |59
Mediante el ajuste de la segunda pH de alimentación pase a 110, la concentración de boro
sería menos de 01 mg / L, el límite de detección utilizado durante este estudio El segundo pase
de by-pass relación sería entonces una función de la primera pase permear concentración de boro
OTRAS CONSIDERACIONES DE CALIDAD DEL AGUA
Organics, mesurado como Carbono Orgánico Total (COT), fueron analizados en ambos
sitios TOC está regulado bajo la Etapa 1 Desinfectantes / Desinfección de subproductos de la
Regla (Etapa 1 DBPR), y el requisito de porcentaje de eliminación de TOC es una función de la
tabla de contenido de agua cruda y la alcalinidad Se requiere de eliminación del 20% al 50%
para ambos sitios, TOC en el primer pase de permeado estuvo por debajo del detector límite de la
de 01 mg / L en la mayoría de las muestras y al menos 50% de la TOC de agua cruda fue
rechazado por las membranas de agua de mar por lo tanto, sería necesario ningún tratamiento
adicional en términos de orgánica extracción para satisfacer Etapa 1 Requisitos DBPR
Bromuro era También se analizó como un bajo peso molecular de iones La importancia
de bromuro es que la presencia de bromuro de a concentraciones bajas (~ 05 mg / L) en el agua
acabada puede interferir con la formación de cloraminas después de la adición de amoníaco
(REI, 2003), mientras desinfectante residual que pueden permanecer relativamente estable, la
formación residual cloramina puede ser menor en primera agua de mar pase RO agua producto
final de lo esperado debido a la presencia de niveles altos de bromuro (REI, 2003) En el lugar de
la costa este, la concentración de bromuro en la primera pasada varió de 02 a 08 mg / L para una
concentración de alimentación de 35 a 40 mg / l En el lugar de la costa oeste, el bromuro de
concentración tración en el primer Pase permeado varió de 045 a 110 mg / L para una
concentración de alimentación de 47 a 63 mg / L no se detectó Bromuro de (<005 mg / L) en el
segundo pase para ambos sitios
Total la dureza y la dureza de calcio no están regulados en los EE.UU., sin embargo, una
dureza total a partir de 40 a 100 mg / L como CaCO3 es una gama objetivo típico y una dureza
de calcio de 40 mg / L como CaCO3 se recomienda con el fin de obtener un agua de dureza total
estable en la primera pasada permeabilidad comieron varió de 3 a 10 mg / L como CaCO3 en la
primera pasada permear en la Costa Este y de 8 a 30 mg / L como CaCO3 de la dureza de calcio
de la Costa Oeste en la primera pasada permeado varió de 08 a 3 mg / L como CaCO3 en la
primera pasada permeado en la costa este y 06-2 mg / L como CaCO3 en la costa oeste lo tanto,
después del tratamiento del agua de permeado se debe considerar para aumentar el total la dureza
y la dureza de calcio con el fin de alcanzar los objetivos específicos de la utilidad
RESUMEN
Con base en los resultados del estudio piloto llevado a cabo en las dos aguas marinas bajo
la influencia de las aguas superficiales probado en Florida, las siguientes conclusiones se pueden
hacer:
1 Suponiendo un TDS de menos de 20.500 mg / L, un flujo de entre 8 y 12 gfd, una
recuperación entre 40 y 60% y 6 a 8 elementos por recipiente a presión podría ser
utilizado como diseño criterios para cumplir con las especificaciones de calidad del
agua para TDS de menos de 500 mg / L
2 Suponiendo TDS superior a 20.500 mg / L, un flujo de 8 gfd y una recuperación de
60% para cualquier número de elementos por recipiente a presión no podían
utilizarse como criterios de diseño para satisfacer las especificaciones de calidad del
agua de TDS menos de 500 mg / L
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del Agua Potable
3 Suponiendo una concentración de cloruro de
más de 15.000 mg / L en el agua de mar,
además tratamiento más allá primer sistema de agua de mar pase es necesario para
cumplir con la calidad del agua especificación de cloruro de menos de 100 mg / L El
tratamiento adicional consistiría en una segundo pase
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |61
4 Suponiendo una concentración de cloruro de menos de 15.000 mg / L en el agua de
mar, optimización ción de flujo y recuperación tendría que ser determinada para
cumplir con la calidad del agua especificación de cloruro de menos de 100 mg / L
5 Suponiendo una concentración de boro de más de 35 mg / L en el agua de mar,
tratamiento ulterior Ment allá primer sistema de agua de mar pase es necesario para
cumplir con la especificación de calidad del agua catión de boro de menos de 05 mg
/ L El tratamiento adicional consistiría en un segundo pase con ajuste de pH para
maximizar la eliminación de boro El pH segunda alimentación pase haría tiene que
ser mayor que 8
DISCUSIÓN
Condiciones de funcionamiento tales como flujo, la recuperación y el número de
elementos por recipiente a presión son criterios de diseño que se pueden ajustar para satisfacer
posiblemente los objetivos de una utilidad antes de considerar un tratamiento adicional Sin
embargo, la variación en estos criterios de diseño podría afectar otros criterios de diseño, como
el número de recipientes a presión, requisito de presión, diseño de la bomba y la eliminación de
concentrado como se explica a continuación
Un aumento en el flujo dio como resultado una mejor calidad del agua La otra ventaja de
aumentar el flujo es que el número de elementos de membrana y el número de recipientes a
presión requieren disminuir Sin embargo, aumento del riesgo de aumento de presión y el
ensuciamiento de las membranas debe considerarse Del mismo modo, una disminución de la
recuperación como resultado una mejor calidad del agua La ventaja de la reducción de la
recuperación es una reducción en el requisito de presión Sin embargo, una disminución en
peración ery implica mayor caudal de alimentación de bomba y una mayor tasa de flujo de
concentrado que requiere la eliminación El número de elementos por recipiente a presión no era
un factor significativo en relación con la calidad del agua mejora Un aumento en el número de
elementos por recipiente a presión requeriría más alto de alimentación presión, sin embargo,
reduciría el número de recipientes a presión Así, la decisión de tener más o menos elementos
dentro de un recipiente a presión se rige por los costos de capital de los recipientes a presión a sí
mismos (es decir, las más elementos que se pueden añadir en una recipiente de presión mientras
menos presión ves- seles que se necesitan para un diseño dado) en comparación con los costos de
energía necesarios para suministrar suficiente presión para los últimos elementos aumentar el pH
de la segunda pasada mejoraría la calidad del agua en términos de boro, sin embargo, la adición
de base deben ser diseñados como precipitación de magnesio hidróxido en el segundo paso no se
produce
Es importante tener en cuenta que todos los experimentos llevados a cabo durante este
estudio se llevaron a cabo durante 30 minutos, cada uno, en condiciones específicas Por lo tanto,
estos resultados pueden diferir en términos de abso- valores laúd con el tiempo en una planta a
gran escala ya que las membranas tienen una tendencia a degradarse con el tiempo los resultados
también pueden variar debido a otras variables que no fueron probados en este estudio Estas
variables incluyen, pero no se limitan a las variaciones primas de calidad del agua, la temperatura
del agua y la suciedad
CONCLUSIONES
1 La calidad del agua de un sistema de membrana de agua de mar es una función de la
calidad del agua de alimentación y las condiciones de funcionamiento, tales como el
flujo, la recuperación
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del Agua Potable
2 La calidad del agua de la primera pasada
mejorará al aumentar el flujo y la
disminución de la recuperación
3 Se encontró que el número de elementos por recipiente a presión en el primer pase a
ser un parámetro de diseño menos importante que afecta la calidad del agua de
permeado
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Capítulo 4: Prueba piloto de la
Florida |63
4 Un pH de alimentación de aproximadamente 110 al segundo paso dado lugar a un
rechazo de boro de por lo menos 90%, mientras que un pH de 82 en el segundo pase
de alimentación resultó en un rechazo de boro de aproximadamente 35%
5 Reunión el objetivo TDS de 500 mg / L se encontró a no ser factible en las condiciones
si- guientes en el sitio de la costa oeste: recuperación de 60% y un flujo de 8 gfd
Estas condiciones representan las peores condiciones de operación en términos de la
calidad del agua
6 Reunión el objetivo de cloruro de 100 mg / L es una función de la concentración de
cloruro en el agua de alimentación y las condiciones de funcionamiento de las
concentraciones de cloruro probado, solamente baja recuperación y de bajo flujo se
traduciría en el cumplimiento de los 100 mg / L de meta Si la recuperación es tan
alta como 60% y el flujo tan bajo como 8 gfd, entonces el objetivo de cloruro podría
no cumplirse lo tanto, sería necesario un tratamiento adicional
7 Reunión del reglamento de boro OMS requiere segunda desalinizadora pase que
reduce de boro y cloruro de los límites deseados
8 El agua fuente de la costa oeste contiene relativamente mayores niveles de aniones
inorgánicos, dis- compuesto resuelto que la costa oriental Este hecho requerirá un
mayor capital y el costo funcionamiento (como la energía) para operar una planta
desaladora en esta ubicación
Primer
pase
Impregna
r
En segundo
lugar Pass
Impregnar
Cartucho
Filtrar
Primer
pase
Concentrad
o
En segundo
lugar Pass
Concentrad
o
Figura 4.1 Primero y segundo de agua de mar pase diagrama de proceso de ósmosis inversa
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750
Este CoastWest
Costa
TDS (mg / L)
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500
250
0
Recuperación
(%)
Flux (GFD)
40 60 40 60
40 60 40 60
40 60 40 60
40 60 40 60
40 60 40 60
40 60 40 60
8
12
8
12
8
12
6ELT / PV
7ELT / PV8
ELT / PV
Figura 4.2 TDS en función del flujo, la recuperación y elementos por recipiente a presión para los sitios costa este y oeste
400
Costa este
Oeste
Costa
Chloride (mg / L)
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300
200
100
6040 60 40
40 60 40
Flux
(GFD)
60
8
12
6 ELT /
PV
40 60 40 6040 60 40
60
8
40 60 40 6040 60 40
60
12
7 ELT /
PV
8
12
8 ELT /
PV
Figura 4.3 Cloruro en función del flujo, recuperación, y el número de elementos por recipiente a presión para los sitios costa
este y oeste
57
Capítulo 4: Prueba piloto de la Florida
|
0
Recuperación (%)
58 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
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100%
Costa este
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Oeste
Costa
Segundo Pas Por-Pasos
Porcentaje
75%
50%
25%
0%
Recuperación (%) 40 60 40 6040 60 40
40 60 40 6040 60 40
60
60
Flux
(GFD)
8
12
6 ELT /
PV
8
40 60 40 6040 60 40
60
12
7 ELT /
PV
8
12
8 ELT /
PV
Figura porcentaje de paso en un 4,4 Segundo pase a cumplir con el objetivo de cloruro de 100 mg / L en los sitios Oeste y la
Costa Este
2.0
Costa este
Costa
oeste
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Boro (mg / L)
15
1.0
0.5
6040 60 40
40 60 40
Flux
(GFD)
60
8
12
6 ELT /
PV
40 60 40 6040 60 40
60
8
40 60 40 6040 60 40
60
12
7 ELT /
PV
8
12
8 ELT /
PV
Figura 4.5 Primera concentración de boro pase como una función de flujo, la recuperación y elementos por recipiente a presión
para ambos sitios
59
Capítulo 4: Prueba piloto de la Florida
|
0.0
Recuperación (%)
60 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
100%
Segundo paso Boron Rechazo
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80%
60%
40%
20%
0%
Costa este
Costa
oeste
Costa este
Segundo pH Pass
Alimentación = 8
Figura 4.6 rechazo de boro como una función de segundo pase alimentación pH
Segundo pH Pass
Alimentación = 11
Costa
oeste
CAPÍTULO 5
PRUEBA PILOTO DE
CALIFORNIA
INTRODUCCIÓN
Agua Monitoreo de la Calidad
El programa de monitoreo de planta piloto comenzó a principios de junio de 2002 y
continuó hasta finales de los sitios de muestra febrero 2003 incluido la El Segundo planta piloto
influente (RAW), una planta de energía en el anonimato de California (CPP1), una segunda
planta en el anonimato de energía de California (CPP2), y el microfiltro post (PMF), microfiltro
retrolavado (MFBW), tren RO 1 (ROP # 1), tren RO 2 (ROP # 2), RO tren 1 salmuera (ROR # 1)
y RO tren 2 salmuera (ROR # 2 ) lugares de muestreo para el piloto de El Segundo planta de tren 1
consiste en una membrana Hydranautics SWC1-4040 y tren 2 consta de Dow Filmtec SW304040 membranas La generación SWC1-4040 de membranas constaba de 4 "elemento mentos que
especifican 9,950% de rechazo de sales y 1200 gpd permeado nominal fluyen La membrana es
una espiral herida de poliamida compuesta con un área de membrana nominal de 70 m2 El
Filmtec Dow Membranas SW30-4040 son membranas compuestas de película delgada de
poliamida con una superficie activa nominal área de la cara de 80 m2, permear caudal de 1,950
lps y rechazo de sal anunciada de 994%
Para este proyecto, se midieron un total de 161 parámetros y categorizado como:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La calidad del agua Estética
La formación de subproductos de desinfección
La calidad del agua Inorgánica
La calidad del agua Microbiana
Incrustantes de membrana
Volátil productos químicos orgánicos (VOCs)
Tratabilidad componentes de calidad del agua
La calidad del agua de Nutrientes
Metales pesados
Los resultados iniciales se presentan como diagramas de series de tiempo hasta que la
variación dependiente del tiempo de la calidad del agua de mar en bruto y impactos de las
operaciones MF / RO puede ser evaluada Una vez que se determinó que la calidad del agua
estable se logró, caja y bigote trama se utilizan para sucinta presentes calidad del agua dad de
datos para todos los lugares de monitoreo parámetros Sólo clave de calidad del agua se presentan
y los parámetros que tenían detecciones positivas por encima de su Método de Informes Límite
(LMR)
Como se muestra en Figura 51, el TDS del agua de mar en bruto se mantuvo estable en
aproximadamente 35.000 mg / L sobre el curso de piloto de pruebas Este resultado es el esperado
para un consumo abierta en una gran bahía desde el Concentración TDS del agua de mar es
típicamente alrededor de 35.000 mg / L Pequeño, cambios locales en TDS son diluida por el
resto del volumen de agua y no tienden a ser medido a menos que las mediciones son tomado en
muy, muy cerca del cambio en TDS Dado que el sistema de admisión no estaba situado cerca de
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la línea de descarga de salmuera, concentraciones de TDS de agua de mar agua bruta no se
vieron afectados
Impregnar Concentraciones de SDT tanto Tren 1 y tren 2 se representan en Figura 52
Permeado de tren 1 (Hydranautics SWC1-4040) tenían TDS bastante constante, mientras que
impregnan de tren 2 (Dow Filmtec SW30-4040 membranas) experimentaron un aumento en TDS
hacia el final de
61
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62 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
pruebas Este aumento en la concentración de TDS es un reflejo de la oxidación de la membrana
causado por el arrastre de cloro libre de las operaciones de lavado a contracorriente MF
De manera similar a los valores de TDS del agua de origen, las concentraciones de
aniones fuente de agua se mantienen muy estables (Figura 53)El mismo racional como se da para
la estabilidad TDS es válido para las concentraciones de aniones; el volumen de agua de mar es
tan grande que es capaz de compensar cualquier anión picos locales
Las concentraciones de aniones de permeado están estrechamente correlacionados con las
concentraciones de permeado TDS Por lo tanto, como se muestra en Figura 54, Hubo un aumento de
las concentraciones de aniones observa en tren 2, pero no en tren 1 Similar a impregnar TDS, el
aumento es un resultado de la oxidación de la membrana La concentración de boro tanto para el
tren 1 y 2 de tren junto con la concentración de boro del agua de mar en bruto se da en Figura 55
Las membranas probadas en estos dos trenes fueron SW30-4040, SWC4-4040, TM810 y TFC-SS 4 "de agua
de mar sin procesar tenían una concentración de boro de 25 a 35 mg / L de tren 1 tenía rechazos
de boro de aproximadamente el 55%, lo que resulta permeado de boro en concentraciones desde
1 hasta 15 mg / L de tren 2 tenían concentraciones de boro que van desde 05 a 25 mg / L en la
corriente de permeado, con las concentraciones más altas de boro observados en los momentos
de oxidación de la membrana debido a la exposición de la membrana de cloro libre Durante los
tiempos cuando la membrana no se oxi- dized, Tren 2 muestra el rechazo de boro de
aproximadamente el 65% El bajo rechazo de boro tanto por tren se esperaba 1 y 2 de trenes para
las membranas probadas porque boro está presente como ácido bórico (un ácido no disociado
muy débil) en agua y las membranas de RO probados tienden a tener bajo rechazo para los
ácidos débiles en esta forma Sin embargo, las membranas de agua de mar más nueva generación
se puede esperar que rechazar boro hasta 90% Incluso con este mayor nivel de rechazo de boro
tratamiento adicional para el boro
se necesita para asegurar la Acción California Nivel de 1 mg / L no se supere
por ambas cosas Figuras 56 y 57, crudo, MF-alimentación, y MF-filtrado son Procesos /
Separación Estados acuáticos datos Inc mientras que los datos de permeado es del Distrito
Metropolitano de Agua del Sur de California (MWD) Como es evidente en Figura 56, TOC se
mantuvo sin cambios a través de la MF sistema, pero se retira señal significativamente por tanto
RO entrena TOC fue tan bien que elimina infiltrado de RO concentraciones eran no-detectar y se
representan aquí como media del límite de detección (02 mg / L) En Figura 57, lapocos RO
impregnan concentraciones de ácidos haloacéticos (HAA5 y HAA9) eran también no detectar y
se muestra como la mitad del límite de detección de la disminución de las concentraciones de
THM observado en el RO impregna en octubre y noviembre, refleja la terminación de cloración
continua del agua de mar crudos, mientras que los aumentos en diciembre son el resultado de
arrastre de cloro a partir del ciclo de retrolavado MF se midieron aluminio y hierro en las
muestras de agua cruda, ya que pueden formar una Además
capa cional en el rendimiento superficie de la membrana y la membrana disminución Como se ve
en Figura 58, aluminio y hierro estaban presentes en algunas de las muestras de agua de mar
primas, pero la mayoría de las muestras vieron lecturas de no detectar cuando hierro estaba
presente, que se midió a una concentración entre 25 a 35 mg / L, mientras que la dos muestras que
contenían aluminio ambos tenían concentraciones de aproxi- madamente 01 mg / L A pesar de la
apariencia de aluminio y hierro en una parte del agua cruda medición tos, aluminio y hierro
fueron no detectar para todos muestras del permeado de ambos trenes RO
Análisis de los datos en Figura 59 conducido a una re-evaluación de las técnicas
analíticas para pesada metales en matrices que contienen concentraciones elevadas de sales
Ambos orden de cambio de magnitud en concentraciones de arsénico y selenio es debido a un
cambio en la técnica analítica que controla la interferencia de cloruro en la cuantificación y
permite mediciones más precisas El mediciones de gama baja están en mayor acuerdo con los
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Capítulo 5: California Prueba piloto |63
resultados esperados en base a otra evaluación mentos de la composición de agua de mar
Figura 510 representa pesado metal concentraciones, específicamente arsénico, cadmio,
y cro- prima (VI), en el RO permeado tanto para trenes de tratamiento Aunque el arsénico en
parte pasa a través tanto de trenes 1 y 2 de tren, la concentración es muy inferior al nivel
regulado Además de una muestra
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64 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
anomalía en el que el cadmio pasa a través de tren 2, todos los demás cadmio y cromo (VI)
concentraciones se eliminaron por las membranas de ósmosis inversa debido al tamaño de estos
oxianiones y el cargo de los cationes de metales pesados, todos estos compuestos se espera que
sean altamente rechazado por las membranas de SWRO, cuya carga de la membrana MWCO y
son suficientes para rechazar los iones sodio y cloruro más pequeños
Dos otros parámetros de calidad del agua de orugas en la planta piloto fueron amoníaco y
fosfato phorus Los resultados de estas mediciones se muestran en Figura 511los concentración de
agua de mar crudos traciones de ambos estos compuestos eran muy bajos, lo que sugiere que su
contribución a la biológica abordaje posterior al tratamiento previo adecuado debe ser mínimo
Las concentraciones de permeado de ambos compuestos eran aún más bajos, lo que sugiere estos
parámetros de calidad del agua no afectará consideraciones adición de productos químicos de
tratamiento postComo se muestra en Figura 512, todo permear metil-terc-butil-éter Concentraciones (MTBE)
fueron no detectan y por debajo de los niveles regulatorios Las concentraciones de MTBE de
agua de mar crudos también eran todas para no detectan con la excepción de una muestra en
2002, que tenía una concentración de MTBE de aproximadamente 055 mg / l Desde la detección
límite del método MTBE es 05 g / L, esta Sample más probable es que no tiene las
concentraciones de MTBE mucho más altas que todas las demás no detectar mediciones
Dependiendo del diseño del proceso (por ejemplo, el número de elementos por etapa y la
recuperación), ambos de estroncio y sílice puede dar lugar a ensuciamiento de la membrana
Debido de esta preocupación, estos dos pará- etros fueron medidos y los resultados se muestran
en Figuras 513 y 514 Dado que la solubilidad de la sílice es de alrededor de 160 mg / L y la de sulfato de
estroncio es de aproximadamente 5300 mg / L, las concentraciones iniciales de sílice y estroncio
están muy por debajo del límite de solubilidad y ensuciamiento de la membrana desde estos
componentes no deben ser un problema importante
Figura 515 representa UV254 tanto para el agua de mar en bruto y RO permear Mientras
que el agua de mar en bruto tiene una absorbancia que varía entre 001 y 002 ABS / cm, el agua
de permeado tanto de tren 1 y 2 de tren tienen muy bajo, y casi no detectar, valores Esta
disminución de absorbancia UV254 significa que tanto tren 1 y 2 de tren están quitando DOC y
TOC eficiente
Además de las parcelas previstas, se elaboraron diagramas de caja y bigotes de algunos
datos para describir convenientemente la información estadística, incluyendo la mediana,
mínimo, máximo, y 25 y los valores de percentil 75 Este análisis es estrictamente preliminar,
sino que permite la evaluación del agua parámetros de calidad y su variabilidad El análisis sólo
pueden ser válidas para algunos subconjuntos de los datos para ejemplo, es bien sabido que la
composición de las principales iones en el agua de mar es relativamente constante, y este
fenómeno se puede demostrar visiblemente con esta técnica una gran variabilidad en un conjunto
de datos puede dar una idea de un problema potencial, que incluyen:
•
•
•
•
Influencia de las condiciones de operación del proceso de tratamiento,
Problemas mecánicos o equipos,
Interferencias analíticas que introducen un sesgo en los resultados,
O la variabilidad de buena fe en la calidad del agua, lo que puede reflejar eventos de
contaminación o variación natural
CALIDAD DEL AGUA ESTÉTICA
La calidad del agua Estética se refiere a las medidas que describen la aceptabilidad
general de agua potable por los consumidores El programa de monitoreo de planta piloto incluyó
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Capítulo 5: California Prueba piloto |65
parámetros estéticos tales como
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66 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
color, Sólidos disueltos, y la dureza Figuras 516-519 resumir el variabilidad de color, TDS,
dureza total, hierro y manganeso
La mayor concentración de color (25 unidades) se produjeron en el retrolavado
microfiltro Desde color es principalmente el resultado de la materia orgánica natural (NOM) en
el agua y se elimina a través de este ósmosis inversa, que Se espera que el permeado RO tendría
de color más baja que los otros sitios Esta tendencia se observa, pero es difícil diferenciar porque
todo el color concentración de agua cruda y tratada concentraciones son bajo y cerca del nivel de
umbral para la determinación del color
Mientras que las muestras de agua TDS primas para las tres fuentes se mantuvieron
constantes y son similares, se observaron algunas fluctuaciones TDS en el permeado La
variación en las concentraciones de tren 2 se puede atribuir a la membrana de oxidación durante
el ensayo de filtrado MF cloraminación El tren 1 membranas eran cambiado (sustituido) antes de
que se observaron cambios significativos en las concentraciones de TDS TDS concentraciones
de salmuera de ambos trenes también se mantuvo relativamente estable a lo largo el período de
prueba Estos resultados confirman el beneficio comúnmente reconocido de SWRO en términos
de la consistencia de la salinidad y TDS del agua de mar abierto del océano
Al igual que en las muestras de TDS, mientras que la dureza se mantuvo estable, algunas
diferencias entre tren 1 y tren 2 se observaron De nuevo, esto se puede atribuir a cloro / bromo
especies arrastre de las operaciones de MF que pueden haber causado daños en la membrana y
cambiado la permeabilidad de las membranas de ósmosis inversa al igual que otros tipos de
membranas de ósmosis inversa, permeado se espera que los valores de dureza de ser muy baja, y
requieren un cierto nivel de dureza y alcalinidad Además para lograr estable y no agua tratada
corrosiva
Hierro y el manganeso son parámetros que pueden causar problemas estéticos en el agua
tratada, en particular relacionado con el color, y pueden causar ensuciamiento de la membrana si
no se elimina sustancialmente por el pretratamiento Además, ambos tienen un MCL secundaria
El valor de la MCL secundario para el hierro y manganeso es 03 mg / L y 005 mg / L,
respectivamente Todo de las muestras de permeado recogido para el hierro estaban por debajo
del MCL secundaria y ninguna de las muestras dieron positivo para el manganeso Es
especialmente importante que el manganeso era de no detectar debido a que la presencia de
manganeso, incluso a concentraciones tan bajas como 0,015 mg / L , puede causar problemas de
color para los servicios públicos
DESINFECCIÓN SUBPRODUCTO FORMACIÓN DURANTE EL TRATAMIENTO MF /
RO
Cualquier instalación de agua potable futuro tendrá que responder a las preocupaciones
de cumplimiento con desinfección ción subproductos (DBPs) en las muestras distribuidas de
abastecimiento de agua para el filtrado MF, RO impregnan, y el concentrado de RO Se evaluaron
las concentraciones de DBP resultantes de operaciones que recordar que cloro libre se añadió a la
del agua de mar en bruto y posteriormente a la del agua de mar prima utilizada durante la MF
proceso de lavado a contracorriente para controlar la contaminación biológica y lograr aumentos
necesarios en el flujo
Pruebas de este tipo sirve para dos propósitos: (1) resultados indican los niveles
potenciales de subproductos de desinfección que se pueden formar para cada proceso, que es
relativamente baja, y (2) que proporcionan una indicación de la eficacia de la eliminación DBP
mediante el proceso de RO ( comparación de agua tratada y permeado concentraciones DBP)
Los DBPs probados específicamente incluyen trihalometanos (THM) y ácido haloacético (HAA)
las especies reguladas por la Fase 1 y Fase 2 Desinfectante / Desinfección Regla de
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Capítulo 5: California Prueba piloto |67
Subproductos (DBPR)
Figuras 520 y 521 mostrar la TTHM y HAA5 niveles de formación para el filtrado MF,
RO tren 1 y RO tren 2 Los niveles de TTHM en el filtrado MF y ambos RO impregna un
promedio de menos de 10 g / L, mientras que todas las corrientes promedio de menos de 10 g
/ L para HAA5 A pesar de que las corrientes de concentrado para ambos procesos de ósmosis
inversa un promedio ligeramente superior en alrededor de 15 g / L para
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68 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
TTHM, este todavía está por debajo del límite regulado Esto es importante ya que permite la
descarga del concentrado sin crear un riesgo ambiental para la zona de los alrededores
La aparición en Figura 521 que la concentración de HAA5 es más baja que el agua de
alimentación es artificial Puesto que la concentración de AHA son tan pequeñas, la diferencia
entre la concentración traciones visto en los tres arroyos (alimentación, permeado y concentrado)
está dentro de la exactitud de la El método analítico bajas concentraciones de HAA5 indican que
los SPD no será un regulador cuestión en el agua tratada, y de hecho representan un agua muy
alta calidad con respecto a las concentraciones de DBP regulados, una fuente que podría ser
utilizado para mezclar abajo otros suministros de agua con mayores concentraciones de DBP
CALIDAD DEL AGUA INORGÁNICOS
Contaminantes inorgánicos identificados para el programa de monitoreo de agua de la
fuente incluyen todos los componentes inorgánicos regulados, así como componentes
inorgánicos claves importantes para SWRO tratamiento evaluaciones, como el boro, bromuro,
cloruro y sulfato Figuras 522-524 resumir la resultados para los parámetros inorgánicos
específicos incluidos en la muestra hasta la fecha similar a la mayoría de los parámetros
incluidos en la muestra, las concentraciones de constituyentes inorgánicos del agua cruda se
mantuvieron relativamente estables trenes El RO eliminado la mayoría, si no todos, de los
parámetros inorgánicos, con la excepción del boro, cloruro, bromuro, de sodio, y sulfato de el
nivel de acción CA para el boro es 1 mg / L, mientras que la propuesta guía de la OMS revisado
es de 24 mg / L
El agua de mar crudos y permean concentraciones de cloruro son muy típico de la mar
abierta ingesta agua y un array de membranas de ósmosis inversa de un solo paso típica Algunas
utilidades y los usuarios finales pueden tener con- preocupaciones sobre estas concentraciones de
cloruro y su impacto en la corrosión; otros pueden estar preocupados con agua y riego impactos
reciclados relacionados relación de adsorción de sodio (RAS) y el suelo de infiltración tasas
tración y plomo grabar en cultivos sensibles bajas concentraciones de cloruro requieren un
segundo paso de RO datos de tratamiento de membrana que se presentan más adelante en este
informe sugieren que la corrosión relacionada impactos de cloruro son mínimos, pero los
resultados deben ser considerados en conjunto con otros efectos de la matriz de calidad de agua,
incluyendo las concentraciones de cloro residual y la composición Reciclado el agua y los
impactos agrícolas deben ser evaluados sobre una base específica de sitio debido a los efectos de
suelo la química y la variación en la sensibilidad de los cultivos individuales a la calidad del agua
Una vez más, las concentraciones de bromuro de agua de mar en bruto y permear son
típicos para esta aplicación Sin embargo, impregnan las concentraciones de bromuro son muy
sensibles a las condiciones de funcionamiento y RO gama de diseño de membrana, y las
concentraciones resultantes tendrán un impacto en la estabilidad residual cuando se utiliza
cloraminas Debido a muy bajas concentraciones de materia orgánica en el permeado, muy bajo
con- DBP concentraciones, incluyendo concentraciones de DBP bromados, se observan, a pesar
de la relativamente alta impregnar concentraciones de bromuro de (04-06 mg / L)
Sulfato observado concentraciones, como se muestra en Figura 525,son típico para esta
aplicación y no se prevé que sea un problema de la calidad del agua importante Sulfato fue
trasladado a niveles inferiores a 10 mg / L, de fácil cumplimiento de norma secundaria de la
USEPA de 250 mg / L
Calidad microbiana del agua
Actualmente, existen requisitos de tratamiento de desempeño para la eliminación y la
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Capítulo 5: California Prueba piloto |69
inactivación de patógenos tales como Giardia, virus y bacterias en aguas superficiales
suministros Requisitos bajo la superficie a largo plazo 2 Enhanced Regla de Tratamiento de
Aguas (LT2ESWTR) son aplicables a todas las instalaciones y servicios pueden tener que
cumplir con los requisitos adicionales de eliminación e inactivación de
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70 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 5.1
Organización de los requisitos de la técnica de tratamiento basado en las fuentes de
agua
Cryptosporidium concentraciones
Fuente: USEPA 2006
Cryptosporidium en base a la concentración Cryptosporidium promedio más alto en la fuente de
una utilidad de concentración de la oferta "contenedores" o rangos se definieron para asignar
instalaciones de tratamiento de agua un Además cional 1, 2, o 25 aumento de registro en el
desempeño tratamiento requerido para la eliminación de Cryptosporidium (Tpoder 51)
El programa de monitoreo de planta piloto incluyó Giardia, Cryptosporidium,
bacteriófago, y bacterias coliformes Mesa 52 resume la resultados para los parámetros
microbiológicos muestrearon Para todos los lugares de muestreo, Giardia y Cryptosporidium no
se han detectado durante la toda la duración del programa de muestreo basándose en esta
muestra, West Basin se coloca en la primera bin, que no requiere tratamiento adicional para
Giardia y Cryptosporidium
El seguimiento a la fecha sugiere que el agua de mar sin procesar en el sitio de la planta
piloto de El Segundo es de alta calidad y no se encuentra bajo la influencia de la contaminación
de rutina de las aguas residuales y aguas pluviales descargas cercanas o bajo los efectos de la
descarga de aguas residuales tratadas en las inmediaciones (Hyperion)
Incrustantes MEMBRANA
El estroncio se monitorizó porque es el quinto más abundante de iones metálicos en agua
de mar Por lo tanto, dependiendo del diseño del proceso y la operación, la precipitación de
estroncio puede afectar bro ensuciamiento brana Los resultados de monitorización se muestran
en la Figura 526
Todas muestras de agua cruda tenían concentraciones de estroncio de aproximadamente
7,000 mg / L de estroncio fue bien eliminado a través de las concentraciones de estroncio de
ósmosis inversa en las corrientes de concentrado son todavía lo suficientemente baja para que la
membrana ensuciamiento de estroncio no debe ser un problema importante
Similar a estroncio, sílice precipitación mayo también causar ensuciamiento de la
membrana Sobre la base de los datos del programa de muestreo (Figura 527)y dado que sílice
concentraciones son menos de 2 mg / L, sílice no debe causar un problema con ensuciamiento de
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Capítulo 5: California Prueba piloto |71
la membrana
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72 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
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Mesa 5.2
Datos de seguimiento bacteriológicos para el sitio piloto de
El Segundo
Parámetro
Cryptosporidium
F-específica
Giardia
Somático
RAW E. COLI
Coliformes fecales RAW
Coliformes totales RAW
HPC
COLIFORMES PROCESADOS
PROCESADO E. COLI
Coliformes totales PROCESADOS
#NDs
34
67
34
54
7
10
12
1
3
1
18
1
17
13
2
2
67
12
3
2
4
2
63
Comentari
os
7 detecta en el agua cruda: Promedio = 1.9, Max = 0, DesvEst = 2.8
Muestra positiva se detectó en ROP # 2
Una muestra positiva para ROR # 1, ROR # 2, MFWB y 2 muestras de ROP #
2
Capítulo 5: California Prueba piloto 67
|
PROCESADO NO COLIFORMES
Localizació #SAMPLE
S
n las
todas
34
localizaciones
todas las
67
localizaciones
todas
las
34
localizaciones
61
todas las
localizaciones
CRUDO
20
CRUDO
21
CRUDO
21
PMF
3
ROP TREN 1
17
ROP TREN 2
16
PMF
18
MFBW
5
ROP TREN 1
17
ROP TREN 2
17
ROR TREN 1
4
ROR TREN 2
4
68
todas las
localizaciones
PMF
18
MFBW
5
ROP TREN 1
17
ROP TREN 2
17
ROR TREN 2
5
todas las
68
localizaciones
Microbiana de Datos de
Calidad del Agua
Prom
Min
Max
DesvEs
edio
N
/A
N/
N/A
N / At
N/A
NA /
N/A
N/A
N/A
NA /
N/A
N/A
N/A
NA/
N/A
N/A
A
3.2
0
27
6.3
1.1
0
4
1.2
5.8
0
50
12.8
22.3
0
64
36.1
35.2
0
480
114.8
308.8
0
4900
1224.3
N/A
N/
N/A
N/A
A
24.2
0
101
43.4
N/A
N/
N/A
N/A
A
2.0
0
27
6.6
13.0
0
44
21.0
34.3
0
136
67.8
N/A
N/
N/A
N/A
A
101.3
0
1700
399.3
5.8
0
28
12.4
392.1
0
2000
534.0
212.7
0
2000
483.6
451.0
0
2000
869.1
N/A
N/
N/A
N/A
A
68 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 5.3
COV detectados en las fuentes de agua del sur de California y en el piloto de El Segundo planta
Cantidad total de COV Ocurrencias por encima del límite de detección
Influent
RO # 1
RO # 2
RO # 1 RO # 2
CPP1
CPP2
e Piloto
impregna
impregna
rechaza rechaza
Parámetro
r
r
r 0
r 0
2,2-dicloropropano
0
1
0
0
0
Bromodiclorometano
0
0
0
0
0
1
0
Clorobenceno
0
0
0
0
1
0
0
Clorodibromometano
0
0
0
0
1
4
4
MEK
0
0
0
0
1
0
1
MTBE
3
0
1
0
0
1
2
Naftalina
0
0
0
0
0
1
0
Tolueno
0
1
0
0
0
0
0
VOLÁTIL PRODUCTOS QUÍMICOS ORGÁNICOS
Vpoco volátil productos químicos orgánicos (COV) son compuestos orgánicos sintéticos
Estos productos químicos incluyen solventes y aditivos de combustible Setenta y un COV se
muestrearon durante el programa piloto sólo 23 muestras de 3216 dio positivo por un COV
Tpoder 53 espectáculos la ubicación y el recuento del MTBE ocurrencias es un aditivo para la
gasolina que se utiliza para elevar el contenido de oxígeno de la gasolina Desde
el 1980, MTBE se ha utilizado en los Estados Unidos para sustituir al plomo como un
potenciador de octanaje Hay varias rutas para MTBE contamine fuentes de agua potable,
incluyendo fugas subterráneas y por encima de los tanques de combustible planta de
almacenamiento, tuberías, derrames de abastecimiento de combustible, automóvil accidentes
daños envejecimiento del depósito de combustible, la disposición de los consumidores de la
gasolina "vieja", "las emisiones de los motores más antiguos , la escorrentía de aguas pluviales, y
la precipitación mezclan con MTBE en el aire
Corrientemente, California ha establecido un MCL para MTBE de 13 mg / L Además del
MCL y varias otras regulaciones, California, está en el proceso de la eliminación del uso de
MTBE Como se observa en Figura 528,Muestras de MTBE en el permeado RO fueron no
detectan Para las muestras de agua cruda de la planta piloto, sólo una muestra de 14 dio positivo
por MTBE
TOC / UV254
Figuras 529-530 resumen de muestreo resultados con respecto al total de carbono orgánico
y Niveles / DOC UV254 El TOC son bajo, con la mayoría de concentraciones por debajo del límite de
detección de 0013 mg / L Los niveles bajos de TOC / DOC son típicos para el agua de mar
Análogamente, las concentraciones UV254 son bajos Sin embargo, es bien sabido que la
proliferación de algas producen materia orgánica que, dependiendo de el nivel y la eficacia de la
eliminación de pretratamiento, puede provocar ensuciamiento de la membrana La materia
orgánica fraccionamiento no se realizó para este estudio, sin embargo, por lo que estos efectos no
se pudo cuantificar, pero los impactos operacionales durante algas florece sugieren que esta es
una consideración importante El pequeño cantidad de materia orgánica en el permeado es el
principal factor en la baja concentración de la PAD ciones forman cuando la desinfección
permeado SWRO
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Capítulo 5: California Prueba piloto |69
CALIDAD DEL AGUA DE NUTRIENTES
Los nutrientes primarios que se encuentra en fuentes de agua potable son nitrógeno y
fósforo El fósforo es un nutriente mineral y se libera en el medio ambiente a través de erosión de
las rocas y
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70 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
suelo minerales los primario fuente de nitrógeno es el gas de atmósfera de nitrógeno en el agua se
convierte
+a amonio (NH4 ) O nitrato (NO3) por bacterias a través de la fijación de nitrógeno Una vez que
los nutrientes están presente en una fuente de agua, que pueden ser fácilmente absorbidos por
microorganismos autóctonos, estar unido a
orgánico / inorgánico cuestión, se acumulan en los sedimentos, y / o transformado y liberado
como gas El amoníaco también se añadió en el proceso de tratamiento para convertir los residuos
de cloro libre a la cloramina residuos, y puede ser el fuente de grandes desviaciones en las
concentraciones de amoníaco Figuras 531 y 532 ilustrar el amoníaco y la ocurrencia de P total
observada durante el programa de muestreo
METALES PESADOS
Varios metales se tomaron muestras para, incluyendo aluminio, arsénico, cadmio, cromo
(Total y hexavalente), cobre, hierro, manganeso, aluminio y selenio, que se encuentra
comúnmente en el medio ambiente, está regulado como un estándar secundario El patrón
secundario (005 a 02 mg / L) fue promulgada por la USEPA para asegurar la eliminación de
material coagulado por delante de la distribución sistema A través del programa de muestreo,
todas las muestras tratadas fueron no detectar (Figura 533)
Descarga de concentrado y análisis de metales pesados
Debido a los artefactos analíticos asociados con el análisis de metales en agua de mar y
concentrado con- SWRO y la sensibilidad requerida para cumplir los requisitos de descarga de
concentrado, se realizó un análisis exhaustivo de los metales siguientes corrientes de proceso:
•
•
•
•
•
•
El agua de mar sin procesar
MF pre filtrado y adición posterior a la química
MF pre filtrado y RO bomba de refuerzo después de la alta presión
RO permeado
RO concentrado
Soluciones de aditivos químicos
Los resultados de esta encuesta incluyen muestras enviadas a varios laboratorios que
utilizan técnicas de pretratamiento varias muestras Este esfuerzo está en curso divididos; Cuenca
West puede contactarse por Una comparación de los resultados de análisis métodos y resultados para
el agua de mar crudos se dan en Mesa 54 RO permeado de concentración de los laboratorios del
CRG se da en Tabla 55
MONITOREO CONSTITUYENTE RADIOLÓGICA
Debido a algunas apariciones conocidas de agua de mar de componentes radiológicos de
la región (Isla Catalina y la zona del puerto de Los Ángeles), las corrientes de proceso de agua de
mar cruda y planta piloto fueron controlados por especies radiológicas reglamentadas se
detectaron conteos significativos para la beta bruto por encima de la CA MCL en el agua de mar
crudos, sin embargo todos los componentes regulados eran inferiores a los MCL en el RO
permear (Mesa 56) Mientras que las especies químicas que comprendía los detectados radiológica recuentos no fueron
identificados, son rechazados con eficacia por las membranas de ósmosis inversa de agua de mar
El aluminio es un importante componente de la calidad del agua en funcionamiento,
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Capítulo 5: California Prueba piloto |71
debido a causas de aluminio ensuciamiento de la membrana Coagulantes a base de aluminio no
se utilizan para las concentraciones de pretratamiento y aluminio convencionales de filtración de
membrana de ósmosis inversa fueron en general muy baja, a excepción de la materia prima
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72 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 5.4
Las concentraciones de metales pesados en el agua de mar crudos
Como
Laboratorio Técnica
Oeste
Dilución
Cuenca
Columbia Precipitació
n reductiva
CRG
Precipitació
n reductiva
Weck
Generació
n de
hidruros
Plan de
Océano
Conc MDL
(mg / (mg /
L)53 L)50
16
05
063
001
13
05
5
Oeste
Cuenca
Columbia
Precipitación reductiva
CRG
Precipitación reductiva
Weck
Generación de
hidruros
Plan de
Océano
CD
Dilución
Conc MDL
(mg / (mg /
L)DA L) 5
KOT 002
003
A
DEL
DA
NOR 0005
TE
KOT
A
DEL
NOR
TE 1
Cr
Conc
(mg /
L)DA
KOT
02
A
DEL
069
NOR
TE
MDL
(mg /
L)50
02
0005
2
Cu
Pb
Conc MDL
(mg / (mg /
L)120 L)100
04
01
Conc MDL
(mg / (mg /
L)
DAK L)10
OTA
018
002
DEL
NOR
018
005
TE
075
0005
3
Hg
Ni
Ag
DA
2
DA
50
DAK
10
KOT
KOT
OTA
00014 0001
03
02
005 002
A
A
DEL
DA
029
DAK
DEL 0005
DEL 0005
NOR 0005
KOT
OTA
NOR
NOR
TE
DA
01
A
DEL
TE
TE
KOT
DEL
NOR 07
5
A 004
NOR
TE
DEL
TE
NOR
generación
de energía Esto sugiere una fuente
TE
2
Se
183
100
DAK
1
OTA
0046
001
DEL
0692
04
NOR
TE
15
agua de mar muestras en los sitios de
industrial de
aluminio en estos lugares
El arsénico era También monitoreados durante todo el programa de pruebas (Figura 534)
El arsénico entra el medio ambiente, ya sea de forma natural, aunque la erosión de las rocas y los
sedimentos que contienen arsénico o antropogénico de las operaciones mineras (por ejemplo, la
fundición de cobre) USEPA bajó el arsénico MCL de 10 mg / L efectiva en 2006 El CA MCL
también es de 10 mg / L de arsénico concentraciones están bien bajo el nueva MCL federal y
California
Durante el programa de pruebas, se utilizaron dos métodos para analizar arsénico y otros
metales traza Inicialmente, el primer método dio lugar a lecturas altas debido a interferencias de
la matriz, principalmente a partir de la formación de cloruro, sodio, calcio, y los complejos de
argón (en el plasma de argón de la Antorcha de ICP, Mesa 57) Weck Laboratorios pudo utilizar un
método que podría anular las interferencias de cloruro de arsénico y selenio Otras muestras para
el análisis de metales fueron enviados a Columbia Laboratories en Kelso, WA Para este informe,
se presenta sólo los datos Weck y Columbia
El cadmio, una impureza del proceso de recubrimiento de zinc, cadmio también se
controló puede entrar el medio ambiente de diversas aplicaciones industriales, tales como las
operaciones mineras, y el pigmento y producción plastificante La USEPA ha clasificado el
cadmio como un probable carcinógeno humano y ha establecido un MCL de 0005 mg / L Como
se muestra en Figura 535,mientras algunas muestras de aguas crudas estaban por encima del
MCL, todo el RO permeado muestras analizadas muy por debajo del MCL
Cromo se produce en el agua como Cr (III) y Cr (IV) Cromo entra en el medio ambiente
a través de la erosión de las rocas y minerales oa través de fuentes antropogénicas (operaciones
mineras de edad, los residuos procedentes de operaciones de galvanoplastia, y la combustión de
combustibles fósiles) Mientras que el Cr (III) es esencialmente benigna, Cr (VI) es tóxico y
puede causar enfermedades renales y hepáticas, hemorragias internas, y las enfermedades
respiratorias La USEPA ha clasificado cromo total (Cr (III) + Cr (VI)) como carcinógeno
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Capítulo 5: California Prueba piloto |73
humano y establecer el
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74 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 5.5
SWRO permear concentraciones de metales pesados
Tren 1
Metal
Como
CD
Cr
Cu
Pb
Hg
Ni
Como
Se
Tren 2
(mg /
L)008
DAKO
TA
008
DEL
015
NORT
002
E
DAKO
TA
DAKO
DEL
TA
DAKO
NORT
DEL
TA
DAKO
E
NORT
DEL
TA
E
NORT
DEL
E
NORT
E
009
003
004
048
003
DAKO
TA
028
DEL
041
NORT
002
E
MDL
001
0005
0005
0005
0005
0005
0005
0005
001
Mesa 5.6
Constituyente radiológica preliminar datos
11/19/2003
Alfa Bruto
Beta Bruto
Radium 228
El tritio
Uranio
Agu
a no
potab
0568
le306
0
32
475
11/24/2003
RO
RO
impregna concentrad
r Tren 1 o
156
0667
0
0
298
0758
496
00834
0
187
Agu
a no
potab
0335
le398
0
107
256
02/12/2003
RO
RO
impregna concentrad
r Tren 1 o
1
328
0
0
108
0895
119
0
0
381
Agu
a no
potab
134
le103
0
356
217
RO
RO
impregna concentrad
r Tren 1 o
CAMCL
054
0671
15
25
302
50
0
0
5
0
0
20000
0979
193
20
Mesa 5.7
Complejos formados a partir de los principales componentes en el agua de mar durante el
análisis ICP-MS que
interfiere con la determinación precisa de metales concentraciones
Element
o
V
Cr
Minneso
ta
Fe
Ni
Co
Cu
Zn
Como
Se
N/A
Cl
ClO
ClO, ClOH
Complejo
California
NaO2
CaO, CaOH
CaO, CaOH
CaO, CaOH
CaOH
CaO
Arna
ARCL
ARCL
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K
Arkansas
KO
KOH
Arco
ArNH
Aro, ArOH
Arna
ARCL
ARCL
Capítulo 5: California Prueba piloto |75
federal MCL de 01 mg / L, mientras que el CA MCL es actualmente de 50 mg / L CA
establecerá un MCL específica para Cr (VI) a la espera de los datos de efectos en la salud
Aunque no hay muestras de permeado dieron positivo para el total de cromo, sólo uno muestra
de agua cruda y dos muestras de concentrados dieron positivo por cromo total (Figura
536)Resultados para muestras recogidas en este estudio fueron muy por debajo del MCL
Como se muestra en la Figura 537,Concentraciones en el permeado de Cr (VI) son
generalmente no detectar, con unas pocas muestras en la muy baja (<005 g / L) microgramo por
litro gama Como una gran oxianión de cromo, Cr (VI) se espera que se ser bien rechazado por
las membranas de SWRO
El cobre, que se encuentra comúnmente en el agua potable, se produce debido a erosión
de las rocas o minerales y el la corrosión de las tuberías de latón y cobre en un sistema de
distribución de agua potable El cobre es actual regulada tualmente por la USEPA utilizando un
nivel de acción (AL) Si el 10% de las muestras del sistema de distribución son mayores que 13
mg / L de cobre, el sistema está en violación y debe tomar medidas adicionales Ninguna de las
muestras de permeado recogidos superado la Liga Americana (Cifra 538), como se esperaba para
la membrana RO tratamiento
Selenio es un metal que se encuentra en los depósitos naturales de selenio puede entrar al
medio ambiente de las refinerías de petróleo, erosión de depósitos naturales, y / o las operaciones
mineras Actualmente, el MCL USEPA para el selenio es 005 mg / L similar al arsénico, métodos
de prueba fueron cambiado debido a la interferencia de cloruro Figura 539 presenta datos
realizado por Weck que niega la interferencia cloruro No hay muestras analizadas por encima del
MCL
RESULTADOS SDS-PAD
Dos tipos de experimentos se realizaron por MWD para evaluar la formación de DBP en
desin- infección y en el sistema de distribución se llevó a cabo el primer experimento para
evaluar la estabilidad cloro y cloramina residuos de libres en una matriz de la calidad del agua
con concentraciones relativamente altas de bromuro El experimento se realizó en el siguiente
manera:
•
•
•
•
•
RO permeado se recogió de la planta piloto,
La alcalinidad se añadió en forma de bicarbonato de sodio (50 mg / L como CaCO3),
Se añade cloro libre residual para lograr una medida de aproximadamente 1 mg / L
(como se
Cl2, se utilizó Además glicina para secuestrar bromo por lo tanto la diferenciación
de las reacciones oxidantes sin cloro con el indicador de DPD),
Se añadieron cloro adicional y luego amoniaco para lograr una medida "mina
chlora-" residual de aproximadamente 25 mg / L (como Cl2)
"Total" residual se controló durante 24 horas
Las comillas se utilizan para referirse a las medidas DPD típicas de cloro libre y cloro
total, y reconocer que una parte de este resultado analítico se debe a la presencia de oxidantes sin
cloro Los resultados sugieren que una parte sustancial de la "cloro libre" residual está presente
como bromo libre (Figura 540)La exacta proporción parece ser dosis de cloro y dependiente del
tiempo, pero a distancia a partir de 20-40%
Los residuos se midieron usando el Método Hach DPD verdaderos residuales de cloro
libre se informan como la diferencia de las mediciones de DPD con y sin glicina glicina se añade
a compactar bromo Una vez que se añade amoníaco y el residuo se convierte en cloraminas, la
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76 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable
residual
se observa a decaer rápidamente (Figura 541)
Gran parte de la decadencia residual se
observa en la primera hora Nuestra hipótesis es que bromaminas se forman, específicamente
dibromamine (NHBr2) y tribromamine (NBr3) al pH, temperatura y concentraciones utilizadas,
y que residual
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Capítulo 5: California Prueba piloto |77
desproporción es responsable de la caries residual Este comportamiento puede haber pasado
desapercibidas en superficie y subterráneas típica que se predice para retardar las reacciones
ación desproporcionada, pero se amplifica en esta aplicación debido a las concentraciones
relativamente altas de bromuro de (05 a 10 concentraciones de materia orgánica relativamente
bajos mg / L) y, (Loveland et al 2003)
Por último, en un experimento por duplicado, la formación de la PAD se evaluó en RO
impregnan y mezclas de varios de RO impregnan con MWD tratadas las aguas superficiales de la
Planta de Filtración El Jensen propósito de la mezcla fue evaluar en qué medida las
concentraciones de materia orgánica superior en un agua superficial típica tendría sobre la
formación de la PAD en presencia de las altas concentraciones de bromuro de permeado SWRO
El experimento empleó:
•
•
•
•
•
•
RO permeado de la planta piloto
Además alcalinidad en la forma de bicarbonato de sodio (50 mg / L como CaCO3)
Libre de la adición de cloro para conseguir un residual medido de aproximadamente 1 mg
/ L (como se
Cl2) Además glicina era utilizado para diferenciar la presencia de reacciones sin
cloro con el indicador de DPD, en este caso la presencia de bromo libre
Cloro adicional y la adición de amoniaco para lograr un residuo cloramina medido
de aproximadamente 25 mg / L (como Cl2)
La mezcla con 25, 50, y 75% de fracciones de volumen de efluentes Jensen
Evaluación de la formación de DBP a las 4 horas
Muy poca formación marginal DBP se produjo debido a la presencia de materia orgánica
en el agua mezclada muestras (Cifra 542) De hecho, observado concentraciones de DBP en el
agua mezclada disminuido como resultado de la dilución con permeado RO que contenía o
formado muy pequeña concentración ciones de los SPD (como se esperaba) Las concentraciones
de DBP en las muestras de agua mezclados se explican muy bien después de la contabilidad para
la dilución Sin embargo, un ligero cambio en la especiación hacia bromi- nado SPD ocurre,
aunque no lo suficiente como para afectar materialmente las concentraciones de TTHM y HAA5
RESULTADOS CORROSIÓN PLANTA PILOTO
Los datos en la siguiente sección se recogieron como parte de un estudio a escala piloto
para evaluar el comportamiento de la corrosión en la introducción de agua desalada en un
sistema de agua potable existente Las pruebas piloto es importante para entender la corrosión, ya
que es a la vez un proceso continuo y dinámico y, por lo tanto, es difícil predecir el destino de
sus subproductos a través de sistemas de distribución sin medición directa del metal compuestos
Los tres zonas de sistemas de distribución simulada en este estudio fueron: (1) las zonas de
recepción de post-tratado agua desalada solamente, (2) zonas en las que una mezcla de los
suministros de agua potable desalinizada y existentes (agua MWD) se distribuyen, y (3) zonas
donde sigue sólo el abastecimiento de agua potable existente que se sirve a los clientes Los
programa de pruebas consistió en tres bastidores de tuberías separadas donde los diferentes
suministros de agua podrían ser enviados en paralelo a la tubería bucles de cobre, hierro (GI)
galvanizado y grifos de bronce triplicado series de cada Tipo de tuberías proporcionan para
mediciones repetidas y los resultados se promediaron Los bucles de tubos eran operado en una
válvula accionada por el tiempo que se abría una vez al día La duración del lavado fue de una
hora, dando como resultado un período de estancamiento de 23 horas Tanto primer flush (FF o
agua estancada) y el estado de equilibrio (SS, muestrea después 15 minutos de lavado) se
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78 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
Potable muestras para la comparación un esquema
recogieron
de El sistema piloto se muestra en la
corrosión Figura 543 Agua suministrado a la corrosión fue piloto de un solo paso de permeado de
SWRO que se estabiliza usando un filtro de calcita para dureza y alcalinidad
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Capítulo 5: California Prueba piloto |79
adición y siempre que la desinfección residual utilizando cloraminas con una inicial residual de
25 mg / L en una relación 5: 1 (para la compatibilidad y mezcla con los suministros MWD)
Grifos de latón (de plomo que contiene)
Las concentraciones de hierro
Cifra 544 representa tanto las concentraciones de hierro en el estado estacionario de
primer color y de los tres del agua tipos en latón bucles concentraciones de hierro de primera
rasantes de Agua MWD en instrumentos de viento osciló en valor 45-317 mg / L, con un valor
medio de aproximadamente 100 mg / L, mientras que después de tratar desalinización
concentraciones de hierro de agua producida nados entre 034 y 594 mg / L, con un valor en torno
a los medios de comunicación 5 g L / Comparando estas dos gamas muestra que las
concentraciones más altas de hierro vistos con desalinización agua nado son comparables a las
concentraciones de hierro más bajas producidas por MWD agua La diferencia cia entre las dos
muestras en una fecha determinada fue de aproximadamente un orden de magnitud, con Agua
MWD producir concentraciones de hierro casi diez veces mayor que el agua desalada A 50/50
mezcla de MWD y agua desalinizada resultó en concentraciones de hierro 18-76 g / L; con todo
Puntos caer entre el MWD y las concentraciones de hierro desaladas en una fecha de muestreo
dada
Las concentraciones de hierro en estado de equilibrio en agua de MWD se observaron a
variar entre 22 y 360 mg / L, mientras que el agua desalada fue visto para contener las
concentraciones de hierro de 034 y 841 mg / L en una fecha determinada muestra, se observó
agua MWD para contener entre 10 y 100 veces más hierro que desalinización nado agua Una
mezcla 50/50 de las dos aguas resultaron en concentraciones de hierro varían entre 1.625 y 4.125
mg / L Estos valores se sitúan entre las concentraciones observadas en las dos fuentes de agua Por lo
tanto, mezclar las dos fuentes de agua no afecta a las concentraciones de hierro se ven en el agua
resultante
Las concentraciones de cobre
La concentración de cobre en latón bucles para ambas condiciones de estado estable
primer ras y es graficada en Figura 545Para ambos casos, el agua desalada contenían
concentraciones más bajas de cobre por que Agua MWD
Las concentraciones de cobre durante las simulaciones de primera ras de MWD cayó
entre 37 y 253 mg / L, con una mayoría de muestras que contienen menos de 8 mg / L
desalinizada agua tenía cobre por concentraciones que van desde 16 hasta 81 g / L, con una
concentración media de aproximadamente 3 g / L En la mayoría de las fechas de la
concentración de cobre fue ligeramente menor para el agua desalada que el agua MWD, pero no
había ninguna diferencia significativa en las concentraciones de cobre visto entre el agua
desalada y MWD Blending agua MWD y agua desalinizada en una mezcla 50/50 producido agua
con concentraciones de cobre que oscilan entre 25 y 6 g / L La mezcla 50/50 tendía a producir
resultados más similares al agua desalinizada, pero ya que no hay una diferencia significativa
observada en MWD y agua desalada, la mezcla 50/50 no fue significativamente diferente de
concentraciones observadas en agua MWD Todas las aguas tenían concentraciones de cobre
significativamente menores que el límite esta- estable- por el Plomo y Cobre Regla de 13 mg / L
Durante condiciones de estado estacionario, las concentraciones de cobre en Agua MWD
osciló entre 21 y 557 mg / L de agua desalinizada tenía concentraciones de cobre oscilan entre
046 y 297 mg / L Mientras que el agua MWD tenía concentraciones de cobre ligeramente más
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80 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
altosPotable
que el agua desalada, la diferencia cia Por lo tanto
es mínima, la mezcla de los dos aguas en
una relación de 50/50 de agua producido con concentraciones de cobre que oscilan entre 118 y
288 g / L, que es similar a la desalinizada y MWD concentraciones de cobre de agua Por lo tanto,
la mezcla de la dos fuentes de agua no afecta a la cantidad de
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Capítulo 5: California Prueba piloto |81
que la corrosión se produce en latón bucles La concentración de cobre en todas las muestras
tomadas estaba muy por debajo del nivel de regulación 13 mg / l establecido por la USEPA
Las concentraciones de plomo
Figura 546 gráficamente representa el dirigir concentración de las tres aguas en latón
bucles Tanto primer color y el estado estable condiciones se muestran para la comparación
Las concentraciones de plomo en la primera-ras Muestras MWD oscilaron desde 03 hasta
125 mg / L y promedio envejecido ligeramente menos de 05 mg / L Durante, muestras de agua
desalada de primera rubor dio lugar a con- plomo concentraciones que oscilan entre los 003 a
036 mg / L Se Parece que el agua desalada contiene ligeramente menos plomo que el agua de
MWD, pero algunos de los valores medidos caen entre la detección del método límite y reportar
límite por lo que es difícil decir con certeza que esta tendencia es correcta Un 50/50 mezcla
produce agua con concentraciones de plomo que van desde 018 hasta 076 mg / L Estos números
caen en entre los valores visto en MWD y agua desalinizada Todos los valores medidos fueron al
menos un orden de magnitud menor que el nivel de acción de 15 mg / l establecido por la
USEPA
La concentración de plomo en muestras de agua de MWD durante condiciones de estado
estacionario varió desde 002 hasta 042 mg / L, mientras que el agua desalada tenía
concentraciones de plomo que oscilan entre 002 y 012 g / L A 50/50 mezcla de estos dos aguas
produce agua con concentraciones de plomo de 003 a 009 La mayoría de las muestras tomadas
tenían concentraciones similares para las tres aguas Todas las medidas eran por lo menos 10
veces más pequeño que el nivel de acción de plomo establecido en la Regla de Plomo y Cobre
Las concentraciones de zinc
La concentración de zinc en latón bucles para las tres fuentes de agua y durante tanto ras
de primera y el estado de equilibrio se da en Figura 547 Durante primeros rubores, muestras
MWD producen zinc concentraciones que van de 32 a 240 mg / L con un valor medio de
aproximadamente 80 g / L Agua desalinizada resultó en concentraciones de zinc entre 223 y 131
g / L y un valor de la mediana de 50 mg / L Para cualquier fecha determinada muestra, el agua
desalada muestras tenían concentraciones de zinc de aproximadamente la mitad del agua de
MWD Una mezcla 50/50 de MWD y aguas desaladas resultados en las concentraciones de zinc
entre 323 y 73 mg L / Algunas de las concentraciones de zinc 50/50 están por debajo de las
concentraciones tanto del MWD y agua desalinizada, mientras que algunos están por encima de
ellos Al tiempo que toma primera-ras muestras de alguna materia particulada terminaron en las
botellas de muestra Este material particulado podría aumentar la concentración medida de zinc
en esa botella y producir algunos de los fluctuación las observadas en los datos La sobre
arqueando tendencia, sin embargo, es que la mezcla de MWD y agua desalada no tiene un efecto
sobre la concentración de zinc esperado
Condiciones de estado estable dado lugar a concentraciones de zinc de agua MWD que
varía entre 165 y 53 g de agua / L desalinizada tenía concentraciones de zinc más pequeñas que
oscilaron entre 21 a 27 μgl / l El valor mediano del agua desalada estaba más cerca de las
lecturas más bajas Para una espe- fecha muestra espe-, agua MWD tenía concentraciones de zinc
que eran aproximadamente de 4 a 5 veces más grande que el agua desalada A 50/50 mezcla de
las dos aguas resultó en agua que contiene zinc concentración traciones entre 10 y 21 mg / L
Estos valores están en el rango esperado basado en balances de masa del sistema Por lo tanto, la
mezcla de los dos fuentes de agua no afecta a las concentraciones de zinc
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82 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Galvanizado Hierro Tubería
Las concentraciones de hierro
Figura 548 gráficamente espectáculos las concentraciones de hierro en GI bucles para los
tres tipos de agua a prueba las condiciones-primera oleada y en estado estacionario se muestran
tanto en la gráfica a efectos comparativos A primera-ras de agua producido concentraciones de
hierro MWD que oscilan entre los 19 y
717 g / L Una mayoría de las muestras tenía concentraciones de hierro por debajo de 100 g / L,
lo que resultó en una valor de la mediana de aproximadamente 100 g de agua / L desalinizada
tenía concentraciones de hierro de 034 a 1,241 g / L La mayoría de las muestras desaladas
contenían aproximadamente 10 veces menos hierro que MWD agua LA 50/50 mezcla produce
agua con concentraciones de hierro entre 29 y 31 mg L / Estos valores fueron ligeramente más
cerca de los valores observados en el agua desalinizada, pero estaban dentro del rango esperado
de mezclar aguas
Durante condiciones de estado estacionario, la concentración de hierro en el agua MWD
varió entre 10 y 187 g / L, mientras que la concentración de hierro en el agua desalada fue entre
034 y 526 g / L La concentración de hierro más alto medido en el agua desalada era menor que el
valor más bajo visto en MWD agua Una mezcla de las dos aguas de producción, como se
esperaba, el agua con concentración de hierro las que oscilan entre 158 y 42 g L / Hay hubo
problemas relacionados con el hierro con la mezcla de la dos fuentes de agua
Las concentraciones de cobre
los concentración del cobre para el agua que se transporta en GI bucles se muestra en
Figura 549Los los datos se discute en los siguientes párrafos
Durante condiciones de primer rubor, las concentraciones de cobre para agua MWD
miden entre 05 y 23 mg / L, mientras que el agua desalada tenían concentraciones entre 021 y 073 mg / L La mayoría
del agua de MWD tenía concentraciones de cobre que eran aproximadamente un 25% mayor que
las concentraciones medidas en agua desalada Una mezcla 50/50 de los dos aguas produce agua
con concentración de cobre concentraciones que oscilan entre 077 y 118 mg / L Se esperaba que
esta gama basada en los valores medi- Sured para el dos fuentes de agua más valores medidos
individuales eran 1000 veces más pequeño que el nivel de acción de cobre y todos fueron
significativamente menos
Condiciones de estado estable producen agua MWD con concentraciones de cobre que
van de 16 a 6 mg / L, pero la mayoría de las muestras estaban por debajo de 3 μgl / L
desalinizada agua contenía 037-305 mg / L de una mezcla de cobre de las dos aguas contenidas
cobre en concentraciones que oscilan entre 095 a / L se esperaba Estas concentraciones 23 mg con unos
50/50 concentraciones de mezcla de los tres tipos de agua estaban muy por debajo del nivel de
acción de cobre
Las concentraciones de plomo
Figura 550 es un gráfico de las concentraciones de plomo para todas las fuentes de agua
durante las dos condiciones de estado y primeros de sifón estacionario
Condiciones de primer ras resultaron en agua MWD con concentraciones de plomo que
varían entre 016 y 597 mg / L, con la mayoría de valores bien menores de 1 mg / l En las mismas
condiciones, el agua desalada tenía concentraciones de plomo entre 006 y 0 43 g / L de los
valores más desaladas eran aproxi- madamente 50% menos que las concentraciones de plomo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |83
medidos en muestras de agua de MWD la mezcla 50/50
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84 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
muestras tenían plomo concentraciones ese mesurado Entre 021 y 157 mg / L Todas las muestras
fueron por lo menos 3 veces menos que el nivel de acción actual y no se espera llevar a ser un
problema
Durante las condiciones de estado estacionario, Agua MWD tenía plomo varía de
aproximadamente 002 a 094 mg / L, pero la mayoría de las muestras estaban por debajo de 01
mg / L Las lecturas ligeramente más altos pueden ser consecuencia del par- ticulate plomo en el
recipiente de la muestra ya que las concentraciones son pequeñas, cualquier contaminación de
partículas nación hará que el plomo Resultados para aumentar el agua desalinizada tenía
concentraciones de plomo similares durante el estado de equilibrio, con un rango de 003 a 01 mg
/ L Combinando estos dos aguas dio un rango para el 50/50 agua entre 002 y 009 mg / L Todas
las aguas contenían plomo en concentraciones al menos Por lo que no se espera de plomo 10
veces más pequeño que el nivel de acción para crear un problema durante el estado de equilibrio
operación
Las concentraciones de zinc
La concentración de zinc en GI bucles para las tres fuentes de agua se muestra en Figura
551 Durante la operación de primer color, agua contenida concentraciones de zinc MWD van
desde 130 mg / L a 2100 mg / L, mientras que el agua desalada tenía concentraciones de zinc
entre 96 y 553 mg / l para la mayoría de las fechas de muestra, agua MWD contenía 50% más
zinc que agua desalinizada A 50/50 mezcla de agua desalinizada y agua MWD resultó en agua
con concentraciones de zinc que varían entre 417 y 807 g / L Como era de esperar, la mezcla
50/50 tenía concentraciones de zinc entre la MWD y los valores de agua desalada para una fecha
determinada muestra Por lo tanto, la mezcla de las aguas de MWD y desaladas no tiene un efecto
sobre la cantidad de zinc se mide en las condiciones de funcionamiento en estado de equilibrio
de agua resultante resultó en agua MWD que contiene las concentraciones de zinc que oscilan
entre 48 y 304 g / L , con la mayoría de las muestras de medición por debajo de 100 g / L de
agua desalinizada había concentraciones de zinc que oscilan entre 205 y 93 mg / L muestras de
agua más MWD contenía aproximadamente el doble de la cantidad de zinc como el agua
desalada Las muestras de la mezcla tenían las concentraciones de zinc entre valores L / Estos se
espera 38 y 78 mg en base a la 50/50
mezcla proporción
Soft Copper Piping
Las concentraciones de hierro
Figura 552 representa la concentración de hierro para los tres tipos de agua en bucles de
cobre Durante simulaciones primera-ras, las concentraciones de hierro para el agua
MWD en bucles de cobre oscilaron
de 42 a 228 mg / L, con todos menos un valor de medición por debajo de 60 mg / L Partículas
collect- ing en la botella de la muestra producido la 228 mg / L anomalía Comparativamente,
sierra agua desalada concentraciones de hierro entre 034 y 31 mg / L A pocos puntos de datos
muestran el agua MWD relativamente la misma concentración, o incluso menos, de hierro,
mientras que en la mayoría de las otras fechas de muestreo de agua desalinizada contiene menos
Inspección visual de hierro de las botellas de muestra mostró algunas partículas en ellos, efectuar
concentraciones medidas desde el límite de la presentación de informes para el hierro es de 20
mg / L de estas fluctuaciones no son significativamente diferentes A 50/50 mezcla produce
valores de hierro entre 135 y 547 mg / L Algunos de los valores medidos en una fecha
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Capítulo 5: California Prueba piloto |85
determinada son superiores tanto las aguas desaladas y MWD individualmente, pero teniendo en
cuenta el límite de la presentación de informes del método de hierro utilizado, todos los valores
están dentro de la esperado alcance
Condiciones de prueba en estado de equilibrio como resultado concentraciones de hierro
para el agua MWD que van desde 215 hasta 400 mg / L, mientras que el agua desalada tenía
concentraciones de hierro entre 026 y 11 mg / L con
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86 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
la mayoría de los valores que caen por debajo de 1 g se encontró agua / L MWD para contener
aproximadamente de 2 a 3 veces más hierro que el agua desalinizada A 50/50 mezcla de estas
dos fuentes de agua produce agua que contenía concentraciones de hierro de 112 a 405 g / L
Como era de esperar, este rango se encuentra entre los valores dados por las dos fuentes de agua
Las concentraciones de cobre
Se espera que las concentraciones de cobre medidos dentro de los bucles de cobre sea
mayor que con el GI y latón bucles muestras de primera ras de agua MWD había concentraciones
de cobre que van entre 106 y 403 mg / L, mientras que el agua desalada tenían concentraciones
entre 21 y 270 mg / L (Figura 553)Para la mayoría de las fechas de la muestra, el agua MWD
tenían aproximadamente el doble de la concentración del cobre al igual que el agua desalada A
50/50 mezcla de las dos fuentes de agua resultó en concentraciones de cobre que oscilan entre
101 y 257 g / l para una fecha muestra particular, el cobre medido por concentración de la mezcla
50/50 cayó entre los valores medidos en MWD y desalada aguas Aunque estos valores de cobre
fueron vistos el más alto, todavía están muy por debajo del nivel de acción de 13 mg / L
Durante operación en estado estable, agua MWD tenía concentraciones de cobre entre 84
y 3175 g / L la concentración de cobre en el agua desalada fue medida es entre 35 y 233 g / L Una mezcla de
estas dos fuentes de agua dieron lugar a concentraciones de cobre entre 62 y 118 mg / L para la
mayoría de las muestras, las concentraciones de cobre en el agua de MWD era aproximadamente
el doble visto en agua desalada Como era de esperar, una mezcla de las dos fuentes producen
agua con cobre concentraciones entre las dos fuentes concentraciones de cobre de agua La mayor
con- cobre centración medida es todavía alrededor de 100 veces menor que la permitida por lo
que no hay preocupación con concentraciones que exceden el nivel de acción
Las concentraciones de plomo
Figura 554 pantallas llevan concentraciones para todas las fuentes de agua analizadas en
el cobre bucles primero; condiciones ras dieron lugar a concentraciones de plomo en la Agua
MWD que varía entre 063 y 76 g L / mientras que el agua desalada tenía concentraciones de plomo entre 004-027 mg /
L desalinizada agua tenía concentraciones de plomo que varía entre 10 y 100 veces más pequeño que
el agua de MWD una fecha determinada muestra 50/50 mezcla de agua tenía concentraciones de
plomo que variaban entre 006 y 059 mg / L de la mezcla dos aguas no tuvieron un impacto negativo
en las concentraciones de plomo Todos concentraciones medidas por lo menos la mitad del nivel
de acción / L 15 g establecido en el plomo y Cobre
Para condiciones de estado estacionario, las concentraciones de plomo miden entre 007 y
135 mg / L MWD para el agua, pero sólo entre 002 y 018 mg / L de agua desalinizada más
desalada agua tenía aproximadamente 10 veces menos plomo que el agua MWD probó el mismo
día Combinando estas dos fuentes de agua en un agua producida 50/50 mezcla que contenían
plomo con concentraciones que oscila entre 003 a 012 g / L La 50/50 mezcla parece contener
plomo asciende más similar al agua desalinizada, pero es importante tener en cuenta el límite de
informes Dado que el límite es la presentación de informes 02 g / L y muchos de éstos muestras tienen
concentraciones de plomo menos que esto, las medidas pueden no ser tan precisos como con
mayores concentraciones Por lo tanto, la mezcla 50/50 todavía cae dentro de las concentraciones
de plomo esperados Todas las concentraciones medidas están muy por debajo del nivel de acción
como establecido por la USEPA
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Capítulo 5: California Prueba piloto |87
Las concentraciones de zinc
Figura 555 compara las concentraciones de primera ras y en estado de equilibrio de zinc
en el cobre bucles de las tres fuentes de agua para condiciones de primer rubor, las
concentraciones de zinc para el agua MWD fueron vistos en un rango entre 21 y 78 g / L, con la
excepción de un punto de datos que mide 350 g / L Esta excepción se explica porque las
partículas se veía visiblemente dentro de la muestra botella de agua desalinizada tenía concentraciones
de zinc que van desde 413 hasta 133 mg / L desalinizada zinc valores tendían a ser aproximadamente ¼
a ½ veces menos que las muestras de MWD recogidos en el mismo fecha de la muestra A 50/50
mezcla de las dos aguas produce agua con concentraciones de zinc que oscilan entre 11 y 253 mg
/ L Estos valores se sitúan entre los valores medidos de las dos fuentes de agua diferentes
Las concentraciones de zinc en estado de equilibrio para el rango de agua MWD entre
1,575 y 244 mg / L, mientras que agua desalada contenía concentraciones entre 18 y 94 mg / L
La mayor concentración de zinc agua desalada era menor que la concentración de zinc más bajo
medido en el agua MWD La mayoría de las concentraciones de zinc en agua MWD medidos
eran aproximadamente de 4 a 5 veces más grande que concentración las medidas en el agua
desalada Como sería de esperar, la mezcla de estas dos fuentes de agua en un 50/50 relación
resultó en agua con concentraciones de zinc que oscilan entre 115 y 1925 g / L
CORROSIÓN PILOTO RESUMEN
Tres principal conclusiones se pueden determinar a partir de estos datos La primera es
que de estreno ras muestras contenían altas concentraciones de metales que las muestras de
estado estacionario Una segunda conclusión es que el agua desalada tenía cualquiera menos, o
similares, cantidades de metales que las fuentes MWD o mezclados Agua desalada nunca tuvo
más metales de la fuente de agua corriente Un tercer punto partir de estos datos es que el uso de
agua desalada no será una preocupación en cuanto a la Regla de Plomo y Cobre, como todas
concentraciones observadas fueron inferiores a los valores actuales LCR MCL
Las concentraciones en estado de equilibrio tienden a ser más bajos, casi a la mitad en
algunos casos, para todos los metales en todos los bucles de primera ras muestras tomadas
después del agua habían estado estancada en las tuberías reflejan una precisa formulación de
metales El flujo inicial de agua desplazada acumula metales y, por tanto, aumentó las
concentraciones de metales en ese estado de equilibrio del agua muestras no fueron tomadas
hasta que el agua había sido Flow ción durante 15 minutos, lo que resulta en equilibrio
hidráulico, rubor, y las concentraciones de metales inferiores en el aguas muestreadas
En la mayoría de casos, el agua desalada contenía concentraciones más bajas de metales
que el actual agua fuente (MWD) Esto es importante ya que el agua desalada, después del posttratamiento adecuado, es no más corrosivo que el suministro de agua corriente Una posible razón
por la que menos corrosión se produjo en el agua desalada es debido a los bromaminas en agua
de mar Desde bromoamina es un oxidante fuerte, puede ayudar formar un revestimiento estable
precipitado de óxidos metálicos en los tubos de metal
Una tercera conclusión a partir de estos datos es que el agua de mar tratada
adecuadamente no violará el plomo y las concentraciones de cobre Regla de metal estaban muy
por debajo de los límites establecidos de mezcla de dos aguas fuentes no afectó las
concentraciones de metales, lo que sugiere que la combinación de una fuente ya existente y una
fuente de agua de mar futuro con un LSI positivo no violará generar problemas estéticos
relacionados con la calidad del agua
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88 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 5.8
Reto puntos de recogida de muestras de pruebas
Grifo de la
muestra
1
2
3
4
5
Nombre
Agua no potable
Agua de
alimentación
Concentrado
Impregnar
Agua Terminado
Descripción
Después de microfiltración, antes de RO
En combinación con anti-incrustante, después de 30 M de
filtro, antes
ROsalada del RO
Rechazar
el de
agua
Después del tratamiento RO
Cloraminada,, agua RO tratados calcita estabilizado
Nota: 250 ml muestras se obtuvieron de 5 tomas diferentes en cada momento
PRUEBAS RO MEMBRANA BACTERIÓFAGO RETO
Se realizó la prueba de provocación bacteriófago MS2 de las membranas de SWRO
utilizados para suministrar permear a la corrosión piloto para evaluar el rechazo real de virus en
condiciones de funcionamiento típicas para membranas de SWRO que habían estado en servicio
durante varios años Estudios anteriores habían demostrado que el rechazo de los virus por
membranas de ósmosis inversa no fue completa, y que algunos virus pase a través de los sellos y
juntas tóricas de matrices en espiral de membranas de ósmosis inversa
Métodos
Bacteriófago y bacterianas condiciones de crecimiento
MS2 bacteriófago (ATCC 15597-B1) se propagó en E. coli (ATCC 15597) de E. coli se
cultivaron de forma rutinaria en TDY (por litro: 100 g de triptona, extracto de levadura 10 g, 10
g de dextrosa, 80g NaCl y CaCl2 022g) caldo o agar (caldo TDY con 150 g / L de agar) y se
incubaron a 37 ° C excesiva noche diluciones en serie de bacteriófago MS2 en tampón de solución
salina de calcio (por litro: NaCl 85 g, 022g CaCl2) se realizaron para cuantificar el fago
mediante la formación de unidades por mililitro (pfu / ml) en un césped de la placa
E. coli.
Eficiencia de Remoción MS2 por Osmosis Inversa Desalinización
Pruebas 1 y 2 se llevaron a cabo el 12 de septiembre de 2007 y 19 de septiembre 2007,
respectiva- tivamente 100 ml de MS2 (Stock título original: 64 × 1.011 pfu / ml) se bombea en el
RO línea de alimentación a una velocidad de flujo objetivo de 2 litros / hora muestras para el
análisis (de fondo y MS2 fago, 250 ml) se recogieron de cada uno de 5 grifos de muestra como
se describe en Mesa 58 antes de la inoculación y en los tiempos 0, 15, y 30 minutos después de la
inoculación, y un punto de tiempo final cuando el recipiente de alimentación estaba vacío (al 48
y 52 minutos para realizar la prueba 1 y la Prueba 2, respectivamente, véase Tabla 59) Prueba 2
incluido un 10 minutos adicionales a ras de agua no inoculado desde el depósito de la línea de la
bomba, después de lo cual un muestra de salmuera se recogió agua rechazada muestras se
mantuvieron en hielo durante el transporte al laboratorio diluciones seriadas se hicieron para
cada muestra y se sembró en un césped de E. coli por triplicado ciento promedio y la eliminación
de registro se calcularon en relación con alimentación de agua ( muestra del grifo 2) pfu / mL
para el punto en cuestión de tiempo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |89
Mesa 5.9
resultados de la muestra de
bacteriófagos
Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Prueb
a1
Descripción
Antecedentes H2O en
Alimente
blanco H2O en blanco
Rechazar blanco
Permeado en blanco
Aprobación de la gestión
en blanco
Punto
Inicial
Antecedentes
Alimente
H2ANTIGUO
H2ANTIGUO
Rechazar
@ T0 00
TESTAMENTO
TESTAMENTO
Permeado @ T0
Descarga @ T0
Alimente H2ANTIGUO
Rechazar
@ T15 15
TESTAMENTO
Permeado @ T15
Descarga @ T15
Alimente H2ANTIGUO
Rechazar
@ T3030
TESTAMENTO
Permeado @ T30
Descarga @ T30
Antecedentes @ T48
Alimente H2ANTIGUO
Rechazar
@ T48 48
TESTAMENTO
Permeado @ T48
Descarga @ T48
MS2 Stock = control (+)
E. coli host = (-) Control
Medios de agar fondo
blanco de agar superior
Medios
en blanco
pfu / mL
0
0
0
0
0
377E +
10
0
0
0
0
100E +
01 +
221E
07 +
159E
07 +
103E
02 +
193E
01 +
171E
07 +
145E
07 +
222E
02
0
133E +
00 +
423E
05 +
293E
06 +
184E
02 +
300E
00 +
410E
11
0
0
0
Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Prueb
a2
Descripción
Antecedentes H2O en
Alimente
blanco H2O en blanco
Rechazar blanco
Permeado en blanco
Aprobación de la gestión
en blanco
Punto
Inicial
Antecedentes
Alimente
H2ANTIGUO
H2ANTIGUO
Rechazar
@ T0 00
TESTAMENTO
TESTAMENTO
Permeado @ T0
Descarga @ T0
Alimente H2O @ T15
Rechazar @ T15
Permeado @ T15
Descarga @ T15
Alimente H2ANTIGUO
Rechazar
@ T30 30
TESTAMENTO
Permeado @ T30
Descarga @ T30
Antecedentes @ T52
Alimente H2O @ T52
Rechazar @ T52
Permeado @ T52
Descarga @ T52
MS2 Stock = control (+)
E. coli host = (-) Control
Medios de agar fondo
blanco de agar superior
Medios
en
blanco final enrasado
Rechazar
pfu / mL
0
211E +
03 +
241E
03
0
0
410E +
10 +
700E
00 +
117E
03 +
713E
02 +
000E
00 +
180E
01 +
204E
07 +
211E
07 +
353E
02 +
000E
00 +
173E
07 +
193E
07 +
264E
02
0
167E +
00 +
473E
05 +
703E
06 +
289E
02 +
000E
00 +
105E
12
0
0
0
299E +
05
Placa Se calcularon las unidades formadoras de cada toma de muestra en cada punto de tiempo indicado (T X)
Test 2 incluyó un 10 minutos a ras final adicional con agua sin inocular
Resultados y discusión
Desalinización por ósmosis inversa (RO) es un método eficaz para la eliminación de fago
MS2 MS2 ha será observado un diámetro de 20 nm, lo que sugiere rechazos similares o más altas
para otros virus y más grande quistes y ooquistes Mesa 59 muestra el datos brutos recogidos para
cada toma de muestra en cada punto de tiempo mayor que 999% de eliminación se logró en
todos los tiempos puntos sometidos a ensayo para permeado y descarga agua (Mesa 510) Esto se
traduce en un promedio de 425 a 56 log de eliminación de MS2 el sistema (Mesa 511) Como era de
esperar, el aumento de número de MS2 se encontraron en el concentrado Prueba después de la
inoculación 2 Los datos revelaron un nivel de fondo (~ 2 × 103 pfu / ml) de fago existían pre- Es
la inoculación Es probable que algunos bacteriófago de pruebas anteriores se adhirió a la tubería o
quedaron atrapados en la membrana RO sí Sin embargo, el agua acabado era virtualmente libre
de MS2
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90 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 5.10
Porcentaje de eliminación MS2
Descripción
Permeado de agua
Aprobación de la
gestión del agua
% Eliminación
15 minutos
9999875
9999995
% Eliminación
30 minutos
9999835
10000
% Eliminación
Tiempo final
9994725
9999965
Nota: Remoción calculado en 15, 30, y el punto de tiempo final después de la inoculación Los porcentajes son el
promedio de las 2 pruebas
Tabla 5.11
Promedio log eliminación de MS2
Sitio de la muestra
Impregnar
Descarga
Promedio ingrese la
eliminación
Prueba
45 1
56
Promedio ingrese la
eliminación
Prueba
425 2
> 56
Nota: Los resultados son una media de 3 puntos de tiempo, cada uno procesados por triplicado
MARINA fitoplancton y ALGAS IDENTIFICACIÓN Toxina
Biotoxinas marinas son el subproducto metabólico ocasional de crecimiento del
fitoplancton marino, cuya ocurrencia es importante para la salud de la fauna marina, incluyendo
aves, peces y mamíferos, y también puede ser un problema de salud humana a través del
consumo de biotoxinas marinas de moluscos tienen su mayor impacto durante las "flores" de
fitoplancton (comúnmente llamadas "mareas rojas", después de una especie de fitoplancton de
color rojo en las aguas costeras del Atlántico y del Golfo), donde las concentraciones de
fitoplancton y biotoxinas asociados, una vez concentrados a través de la cadena alimentaria
marina , son lo suficientemente grandes para causar daños extensos, enfermedad observable y la
mortalidad en los animales marinos Por ejemplo, este fenómeno ha conducido a reportes de aves
dementes y mareado y desorientado leones que requieren atención médica Por otra parte, a través
de bioconcentración en el filtro de amamantar bivalvos marinos, humano seres también han
reportado síntomas similares, incluyendo la muerte creciente concentración de la salud pública
preocupación después de estos acontecimientos, junto con un mayor conocimiento de la biología
marina de las floraciones de fitoplancton y los requisitos analíticos para la detección de
biotoxinas ha llevado a la creación de programas de floración de algas y mariscos de monitoreo
nocivos por los gobiernos federales de Canadá y los EE.UU. y por los departamentos de salud de
la mayoría de los estados costeros en los EE.UU.
En este contexto, las biotoxinas marinas se convirtieron en un tema de especulación por
parte de CA regulación de agua potable dores como un riesgo potencial para la salud asociados
con el consumo de agua de mar desalinizada La técnica actual tratamiento más común para la
desalinización del agua de mar es la eliminación física de sal a través de rechazo por una de
ósmosis inversa (OI) de membrana Un obstáculo importante para la comprensión de los riesgos
para el público salud en este tipo de abastecimiento de agua potable fueron ampliamente
probado, rentable, y adoptó analítico métodos cos para estas biotoxinas marinas en la fase
disuelta o "libre" acuoso, que es el más probable forma de las biotoxinas que pueden pasar una
membrana RO En este estudio, el fitoplancton marino y uno de biotoxinas marinas, ácido
domoico, fueron monitoreados durante el tratamiento de desalinización de agua marina proceso
en una planta piloto de tratamiento en El Segundo, CA
Tipos de biotoxinas y Temas tratamiento para la eliminación de Biotoxinas
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Capítulo 5: California Prueba piloto |91
Toxinas de algas se clasifican habitualmente según sus efectos observados en los seres
humanos después de consumo de mariscos (pescado o mariscos marinos) y el organismo marino
causal Estas cla- clasi- incluyen:
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92 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
•
•
•
•
•
Paralítico Intoxicación por mariscos (PSP, por ejemplo, saxitoxina)
Intoxicación diarreica (DSP)
Amnésica Mariscos Envenenamiento (ASP, por ejemplo, el ácido domoico)
Los mariscos neurotóxico Envenenamiento (NSP, por ejemplo, brevetoxina)
Envenenamiento Fish Ciguateric (PPC)
Otro esquema de clasificación para toxinas de algas es su modo de toxicidad, que incluye
hepatotoxinas (que afecta al hígado) y neurotoxinas (que afecta cerebro y la función
neuromuscular) Los compuestos particulares producidos por las algas que causan estos efectos
son complejas y variadas, buttypically poseen grupos funcionales que imitan las proteínas y las
enzimas y se unen a receptores que (1) puede controlar los canales de sodio y calcio (tanto
sinápticas y neuromusculares), (2) puede causar hemorragia hepática, y (3) afectan a la
acetilcolinesterasa y de unión a los tipos de compuestos que funcionan de esta manera puede ser
generalmente clasificados como péptidos cíclicos incluyendo, alcaloides, poliéteres, y
lipopolisacáridos fosfatasa
La conformación exacta y el modo de actividad bioquímica es importante para la
evaluación de toxicidad, pero menos importante para evaluar el comportamiento de la membrana
durante la eliminación de toxinas a través de un tratamiento tratamiento de membrana será una
función del tamaño de la toxina, polaridad, y la carga, y la mayoría de las toxinas son grandes lo
suficiente como para estar bien rechazados por membranas de OI Composición química puede
tener un papel está evaluando el comportamiento de la toxina durante la desinfección, donde hay
pruebas contradictorias con respecto a la toxina reactividad se encontraron dad con neurotoxinas
cloro derivados de circinalis Anabaena para resistir el cloro la oxidación, mientras que la
actividad hepatotoxina derivado de especies Nodularia y microcistina disminuyó en condiciones
similares Otro estudio observó que el cloro no tuvo efecto sobre la saxitoxina y la toxicidad
derivada de microcistina Se ha demostrado que la especiación de cloro es importante para
detoxifi- de cationes (se requiere ácido hipocloroso) y se ha especulado que el cloro a la
proporción de toxina es importante Gran parte de la investigación relativa a las toxinas de algas se
ha centrado en las especies de algas prevalentes y toxinas que son típicos en las fuentes de agua
dulce, y las necesidades de investigación se han identificado para el estudio el comportamiento y
la identificación de algas marinas y sus metabolitos La investigación también se requiere para
estas cuestiones que se relacionan con el comportamiento de la toxina durante el proceso de
desalinización de agua de mar
Métodos y Materiales
Las muestras se recogieron una vez cada dos semanas, hasta que la actividad del
fitoplancton inusual que tuvo impactos organizativos y dio lugar a la microfiltración
(pretratamiento de ósmosis inversa) reducciones de flujo sugiere que el muestreo semanal más
frecuente fue localizaciones prudentes de ejemplo incluyen el agua de mar crudos y ósmosis
inversa (RO) permeado Las muestras (250 ml) se recogieron en Solución Lugols (10% de
concentración final) Después de la sedimentación durante 24 horas, se analizaron 50 muestras de
sub-ml, y se obtuvieron los recuentos de células por las células microplancton método
microscopio invertido (más de 20 micras) se contaron a ampliaciones de 200 y 400 × células
nanofitoplancton (2-20 micras) se contaron en 20 campos seleccionados al azar de la visión, en
aumentos de 400 y 1000 × Ácido domoico se analizó utilizando un inmunoabsorbente directo
ligado a enzimas competitiva método de ensayo (ELISA) y un lector de microplacas
espectrofotométrico, con un límite de detección resultante de 15 ng / L (Biosence ASP ELISA
kit)
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Capítulo 5: California Prueba piloto |93
Resultados
Los 2005 flores experimentado en El Segundo fueron las más grandes en este sitio en
varios años sobre la base de la evidencia anecdótica de operaciones de la planta piloto y un
impacto mínimo en las tasas de flujo de microfiltración Resultados de la primera gran
espectáculo florecimiento de algas que una variedad de posibilidades de fitoplancton que
produce la toxina eran observa en este sitio, y que se registró un agua de mar crudos ácido
domoico concentración máxima de 2 mg / L (Figuras 556 y 557) Era notable que el conocido productor
de ácido domoico, la especies de diatomeas Pseudonitzchia, estuvo presente en concentraciones
de células relativamente bajos, y que las concentraciones de la fase acuosa libre de ácido
domoico fueron superiores a las concentraciones celulares La comunidad fitoplanctónica durante
la primera floración estuvo dominada por dinoflagelados especies; eran los más dominantes
Prorocentrum gracillis, Prorocentrum micans, Gymnodinium sanguineum y Lingulodinium
Polyedra (Stein) de Dodge
En contraste, la segunda floración importante algas estaba dominada por especies de
diatomeas, incluyendo concentraciones moderadas de las especies Pseudonitzschia; Se
observaron concentraciones máximas sin embargo, se detectó relativamente poco ácido domoico
de Pseudonitzschia entre el fito pico celular plancton recuentos observados durante las grandes
floraciones de algas
No ácido domoico se detectó en ninguna de las muestras de permeado RO emparejadas
Discusiones y conclusiones
Las floraciones de algas que se produjeron en la primavera de 2005 siguieron registro
precipitaciones durante el invierno anterior fueron más prolongada y grave que cualquiera de los
años anteriores de desalinización de agua de mar de la planta piloto de funcionamiento recuentos
de células de fitoplancton Pico y concentraciones de ácido domoico compara bien con los datos
recogidos de una bien documentada, amplia floración en el norte de California (Monterey Bay)
que resultó en gran número de muertes de lobos marinos (Scholin et al 2000), lo que sugiere el
flores observadas en El Segundo eran grandes eventos
Dinámica Bloom parecía complicado, con un pico máximo de producción de ácido
domoico anterior Pseudonitzchia concentraciones de células, y observando que la segunda
floración importante que consiste en especies de diatomeas no producen grandes concentraciones
de ácido domoico medición oceanográfica física mentos no estaban en el alcance de este estudio,
por lo tanto, la influencia de la escorrentía de nutrientes de la precipitación o fenómenos de
afloramiento de nutrientes no fueron documentados o correlacionado con la dinámica de
floración (Bates 1998; Bates, Garrison, y Horner, 1998) Sin embargo, este estudio hizo
demostrar y confirmar que los indicadores de actividad del fitoplancton, incluyendo la
teledetección y la medición directa de clorofila (a) No podría predecir biotoxinas Medición de
producción o un control de la clorofila
(a) mayo predecir los impactos operacionales significativos de las floraciones de fitoplancton
La presencia de ácido domoico en la fase disuelta o libre es el resultado probable de agua
de mar células de algas de bombeo y de tratamiento previo de microfiltración son relativamente
delgados y frágiles, y el tratamiento ción proceso puede haber provocado la liberación de ácido
domoico intracelular
ELISAanalysis sensibles y asequibles demuestran que el tratamiento fue eficaz en RO
removible En g ácido domoico en las concentraciones observadas durante estas algas florece El
molecular nominal peso de corte (MWCO) de las membranas de agua de mar actuales está en la
vecindad de 100 daltons; el molecu- lar peso de un compuesto de ácido domoico representativo es
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94 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua
311 Potable
daltons Otras especies productoras de toxinas Se
observa, por lo tanto, el seguimiento de
biotoxinas adicional debe llevarse a cabo para demostrar la eliminación Biotoxinas conocidos de
especies observadas en el Océano Pacífico, el agua de mar incluyen saxitoxina; otra más pequeña bio
toxinas, como la aflatoxina, se deben considerar para el monitoreo en otros desalinización de agua de
mar prospectivo lugares ción base sobre la composición de la superficie grupos funcionales de estas
biotoxinas, que incluyen restos cargados, el rechazo de estos biotoxinas por membranas de ósmosis
inversa también debe ser altamente eficaz
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Capítulo 5: California Prueba piloto |95
40000
35000
TDS (mg / L)
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
24-may-02
13-Jul-02
01-Sep-02
Fecha
21-Oct-0210-Dic-02
03
Figura 5.1 TDS concentraciones de agua de mar crudos
1200
TDS (mg / L)
1000
800
600
400
200
0
24-may-02 13-jul-02 01-Sep-02 21-Oct-02 10-Dic-02 29-Ene-03 20-Mar-03
Fech
a
Tren 1
Tren 2
Figura 5.2 concentraciones permeado TDS
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29-Ene-
96 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
100
80
Br (mg / L)
15000
Cl unre ASI
4 QUE
(mg / L)
2-
20000
60
-
40
-
10000
5000
20
0
24-may-02
13-Jul-02
21-Oct-02
01-Sep-02
0
10-diciembre-0229-Ene-03
Fec
ha
ChlorideSulfateBromide
Figura 5.3 Composición del anión de la planta piloto de agua de mar crudos
2.50
Cloruro (mg / L)
500
2.00
400
1.50
300
1.00
200
0.50
100
0
24-May-0213-Jul-02
01-Sep-02
21-Oct-02
Fech
a
Tren 1 Cloruro
Tren 1 Bromuro
0.00
10-diciembre-0229-Ene-03
20-Mar-03
Tren 2 Cloruro
Tren 2 Bromuro
Figura 5.4 Composición del anión de permeado planta piloto RO
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Bromuro (mg / L)
600
Capítulo 5: California Prueba piloto |97
4.00
3.50
Boron (mg / L)
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
05/24/200
2
07/13/200
2
Tren 1
1.9.2002
Tren 2
10/21/2002
10/12/2002
El agua de
mar sin
procesar
01/29/200
3
03/20/200
3
CA Nivel de
Acción
Figura 5.5 piloto concentraciones de boro planta
Concentration (metrog / L)
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
05.24.02
07.13.02
01.09.02
10.21.02
10.12.02
01.29.03
03.20.03
Fec
ha
El agua de mar
sin procesar
CMF-S
retrolavado
CMF-S RSS
Tren 1 permeado
Figura 5.6 piloto concentraciones de TOC planta
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CMF-S filtrado
Tren 2 permeado
5.9.03
98 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
25
TTHM (ug / L)
20
15
10
5
0
24-may-02
13-Jul-02
01-Sep-02
10-Dic-02
21-Oct-02
Fecha
Tren 1 permeado TTHM
CMF-S Filtrado HAA5
Tren 2 permeado TTHM
CMF-S Filtrado HAA9
29-Ene03
20-Mar-03
CMF-S Filtrado
TTHM
Figura 5.7 concentraciones de subproductos de desinfección
Concentration (mg / L)
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
05.24.0
2
07.13.0
2
1.9.02
10.21.02
Fec
ha
AluminumIron
Figura 5.8 concentraciones de metales del agua de mar crudos
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10.12.02
01.29.0
3
2.00
160
1.60
120
1.20
80
0.80
40
0.40
LAs (HR), Se (HR), Cd,
Cu
(ug /L)
200
0
LAs (LR), Se (LR), Cr (VI) (ug / L)
Capítulo 5: California Prueba piloto |99
0.00
24-May-0213-julio-0201-Sep-0221-Oct-0210-Dic-02
29-Ene-03
Fecha
Arsénico Alta Gama
Cobre
Selenio Alta Gama
Arsénico Rango Bajo
Cadmio
Selenio Rango Bajo
Cromo hexavalente
Figura 5.9 concentraciones de metales pesados del agua de mar sin procesar
1.4
0.25
1.2
LAs (ug / L)
0.15
0.8
0.6
0.1
0.4
0.05
0.2
0.00
24-May-0213-julio-0201-Sep-02 21-Oct-02 10-Dic-02 29-Ene-03
Mar-03
Tren 1
Arsénico
Fech
a
Tren 2 Arsénico
Tren 1 Cadmio
Tren 1 Cr (VI)
Tren 2 Cadmio
Tren 2 Cr (VI)
Figura 5.10 permeado las concentraciones de metales pesados
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20-
CD, Cr (VI) (ug / L)
0.2
1.0
100 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Total Amoníaco (mg / L)
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
04.29.02
7.8.02
06.18.0
09.26.0
2
2
Fech
a
El amoníaco total
11.15.02
1.4.03
02.23.0
3
Fósforo total
Tren 1 Total Amoniaco
Tren 2 Total Amoniaco
tren 1 fósforo total
tren 2 fósforo total
Figura concentraciones de nutrientes de plantas 5,11 piloto
1.00
MTBE (ug / L)
0.75
0.50
0.25
0.00
05.24.0
2
07.13.0
2
1.9.02
10.21.02
10.12.02
01.29.03
Fecha
El agua de
mar sin
procesar
Tren 1 permeado
Tren 2 permeado
Figura 5.12 concentraciones de MTBE de plantas piloto
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03.20.03
50
8.0
40
6.0
30
4.0
20
2.0
10
Real academia de bellas
artesw Sr agua de mar (mg / L)
10.0
0.0
5/24/027/13/02
1.9.02
10.21.02
10.12.02
01.29.0
Impregnar Sr (ug / L)
Capítulo 5: California Prueba piloto |101
0
03.20.0
3
3
Fecha
Crudo SeawaterTrain
2
1Train
Figura 5.13 piloto concentraciones de estroncio planta
Concentración (mg / L)
1.50
1.00
0.50
0.00
04.29.0
2
06.18.0
2
7.8.02
Raw Seaw ater
permeado
09.26.02
11.15.02
1.4.03
Fec
ha
Entrenar 1Impregnar
Figura 5.14 piloto concentraciones de sílice planta
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Entrenar 2
02.23.0
3
Absorbance lat 254 Nuevo Méjico (abs /
cm)
102 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
0.03
0.02
0.01
0.00
24-May-0213-julio-0201-Sep-0221-Oct-0210-diciembre-0229-Ene-0320-Mar-03
Fecha
Crudo
permeado
SeawaterTrain 1 permeado
Tren 2
Figura 5.15 Planta piloto de datos UV254
Figura 5.16 los datos de calidad de agua de color para cada sitio de muestreo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |103
Figura 5.17 concentraciones de SDT para cada sitio de muestreo
Figura 5.18 concentraciones de dureza para cada sitio de muestreo
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104 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Figura 5.19 concentraciones de hierro para todos los lugares de muestreo
40
35
n=
6
30
TTHM, ug /L
25
20
n=
4
n=
16
15
10
n=
17
5
n=
15
0
PMF
ROP #
1
ROP #
2
ROR #
1
ROR #
2
Max
Min
75%
25%
Median
a
Sitio
Figura concentraciones 5,20 TTHM forman durante el proceso de tratamiento MF /
RO
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Capítulo 5: California Prueba piloto |105
12
10
n=
5
n=
18
n=
6
HAA5, ug /L
8
n=
19
6
4
2
n=
16
0
PMF
ROP #
1
ROP #
2
ROR #
1
ROR #
2
Max
Min
75%
25%
Median
a
Sitio
Figura 5.21 formaciones HAA5 para cada sitio de muestreo en el proceso de tratamiento de MF / RO
Figura 5.22 concentraciones de boro para cada lugar de muestreo
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106 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Figura 5.23 concentraciones de cloruro para cada lugar de muestreo
Figura 5.24 concentraciones Bromuro para cada lugar de muestreo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |107
Figura 5.25 Las concentraciones de sulfato para cada lugar de muestreo
Figura 5.26 concentraciones de estroncio para cada lugar de muestreo
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108 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Figura 5.27 concentraciones de sílice para cada lugar de muestreo
Figura 5.28 concentraciones de MTBE para cada lugar de muestreo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |109
Figura 5.29 concentraciones de TOC para cada lugar de muestreo
Figura 5.30 UV254 concentraciones para cada lugar de muestreo
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110 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Figura 5.31 concentraciones de amoníaco para cada sitio de muestreo
Figura 5.32 concentraciones totales de P para cada sitio de muestreo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |111
Figura 5.33 concentraciones de aluminio para cada sitio de muestreo
Figura 5.34 Las concentraciones de arsénico por cada punto de muestreo
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112 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Figura 5.35 concentraciones de cadmio por cada punto de muestreo
Figura 5.36 concentraciones totales de cromo para cada lugar de muestreo
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Capítulo 5: California Prueba piloto |113
Figura concentraciones de cromo hexavalente 5.37 para cada lugar de muestreo
Figura 5.38 concentraciones de cobre para cada lugar de muestreo
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114 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Figura 5.39 concentraciones de selenio para cada lugar de muestreo
Residual dooncentración (metrog / L como Cl2)
2.5
2
15
1
0.5
0
Dosis = 1,0
Dosis = 2,7
El cloro Dosis (mg /
L)
Total DPD Gratis Gratis Cl2 Glicina + Free DPD = gratuito Bromo
Figura 5.40 Composición de "cloro libre" residual en RO permear
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Capítulo 5: California Prueba piloto |115
2.5
"Total El cloro "residual (mg / L como Cl2)
2
15
1
0.5
0
1
0
24
Tiempo
(horas)
Figura 5.41 caries residual para RO permear después de la desinfección "cloraminas"
SDS-PAD en 4 Horas
60
50
TTHM
DBP dooncentración (ug/ L)
Cloroformo
Bromodiclorometano
40
clorodibromometano
Bromoformo
HAA5
HAA9
Cloroacético ácido
30
bromoacético Ácido
Bromodichloroacetic Ácido
Chlorodibromoacetic Ácido
Bromochloroacetic ácido
20
dicloroacético ácido
tricloroacético ácido
dibromoacético Acid
Ácido Tribromoacetic
10
0
100% RO gratuito Cl2100%
total
Cl2
Jensen100% RO
75% RO
50% RO
25% RO
Tipo de
muestra
Figura 5.42 Cuatro horas SDS-PAD resultados organohaluro de 100% RO y Jensen WTP
efluente y diversas mezclas de los dos tipos de agua
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116 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
Bypass Volver al
tanque
1 GPM
550
Gal
ón.
Poosstt TTrreeaatte
edd
l Oonnllyy
a
s
e
D
Bypass Volver al
tanque
2.1 GPM
550
Gal
ón.
Piilloott
R..OO ..
UUnniitt
Overfllow
a perder
9
GGPP
MM
Overfllow
a perder
Bypass Volver al
tanque
Weir Superior
Elec. Válvulas
e LLoooopp
ip
P
stteemmss
y
S
((TThhrreeee
miEaacchh
TTyyppee 2277
LLooooppss
TToottaall))
Perder
0
5
Gaa
ll ..
e
h
C
m
m
lic
aFFeeeeddss ::
O
C
a
N
,3 CCLl22 ,,
NNHH33
Overfllow
a perder
9
GGPP
MM
Weir Superior
Elec. Válvulas
9
GGPP
MM
Weir Superior
Elec. Válvulas
2.1 GPM
Sttaattiicc
MMiixxeerr
0
.5
%
%
DDeessaa
ll
500 %%
MMWWDD
Puum
mpp
Baallll
o
d
n
u
g
e
s
VVaallvve
e eecckk
h
C
VVaallvvee
MWWDD
FFiinniisshhe
edd
Waatteerr
iDaapphhrraaggm
Válvula
liberadora de presión
m VVaallvvee
Fllooww VVaallvvee
Perder
MWWDD
FFiinniisshhe
edd
Waatteerr
OOnnllyy
o
Cppppeerrr
o
d oonnttrroolllleedd VVaallvvee
C
Fllooww
MMeetteerr
Saammpplliinngg
PPoorrtt ((3322
TToottaall))
Gaallvvaanniizz
eedd
yoIrrroonn
Faauu
cceett
ss
Figura 5.43 corrosión general esquemática prueba piloto de control
Hierro Concentración, ug / L
400
300
200
100
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.44 concentraciones de hierro en los grifos de bronce
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O
To
WWaasstt
ee
Capítulo 5: California Prueba piloto |117
30
Copper Concentración, ug / L
25
20
15
10
5
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.45 concentraciones de cobre en grifos de bronce
Pastore Concentración, ug / L
3.0
2.5
2.0
15
1.0
0.5
0.0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.46 concentraciones de plomo en instrumentos de viento
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118 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
300
Zinc Concentración, ug / L
250
200
150
100
50
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.47 concentraciones de zinc en instrumentos de viento
Hierro Concentración, ug / L
1000
800
600
400
200
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.48 concentraciones de hierro en bucles GI
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Capítulo 5: California Prueba piloto |119
7
Copper Concentración, ug / L
6
5
4
3
2
1
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.49 concentraciones de cobre en bucles GI
Pastore Concentración, ug /L
2.5
2.0
15
1.0
0.5
0.0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.50 concentraciones de plomo en bucles GI
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120 | Implicaciones desalinización de agua marina para la
Calidad del Agua Potable
2500
Zinc Concentración, ug / L
2000
1500
1000
500
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.51 concentraciones de zinc en bucles GI
350
Hierro Concentración, ug / L
300
250
200
150
100
50
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.52 concentraciones de hierro en bucles de cobre
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Capítulo 5: California Prueba piloto
|111
Copper Concentración, ug / L
500
400
300
200
100
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.53 concentraciones de cobre en los bucles de cobre
Pastore Concentración, ug / L
10
8
6
4
2
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.54 concentraciones de plomo en bucles de cobre
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112 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Zinc Concentración, ug / L
400
300
200
100
0
Desal FF Desal SS Blend Blend FF SS MWD FF MWD SS
Fuente
Figura 5.55 concentraciones de zinc en bucles de cobre
El Segundo Central eléctrica
de admisión
1400000
2500
Microfitoplancton
2000
1000000
800000
1500
600000
1000
400000
500
200000
0
02.27.0
5
Domoic Acire
Concentración
(ng / L)
Células / L
1200000
0
05.18.0
5
07.08.
05
10.27.05
Fec
ha
Figura especies-ocurrencia importante 5,56 fitoplancton
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Las diatomeas
Los dinoflagelados
P. micans
L. Polyedra
G. Sanguenium
Pseudonitzschia spp.
Domoico ácido domoico
Raw celular Ácido Raw
gratuito
Capítulo 5: California Prueba piloto
|113
El Segundo Central eléctrica
de admisión
160000
2500
2000
120000
100000
1500
80000
1000
60000
40000
500
20000
0
02.27.0
5
Domoic Acire
Concentración
(ng / L)
Células / L
140000
P. micans
L. Polyedra
G. Sanguenium
Pseudonitzschia spp.
Domoico Ácido Raw
celular Domoico Ácido
Raw gratuito
0
05.18.0
5
07.08.
05
10.27.05
Fec
ha
Figura 5.57 El fitoplancton especies productoras de ocurrencia de toxinas
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CAPÍTULO 6
AGUA ESPECIFICACIONES DE CALIDAD
INTRODUCCIÓN
Dos aspectos de la desalinización de agua marina utilizando SWRO hacen la prestación
de este tipo de suministro de agua única La primera es que el tratamiento de la membrana RO
permite la producción de agua tratada con casi cualquier valor de TDS El segundo es que, debido
a las características sourcewater, casi todos permutaciones de la calidad del agua terminado
estarán dominadas por estos componentes de calidad de cuatro de agua: de sodio, cloruro,
bromuro, y boro
Porque la mayoría de las grandes instalaciones de desalinización de agua de mar
producirán agua que posteriormente se añadió a los sistemas de distribución existentes, tres
problemas de compatibilidad predominantes deben ser considerados:
•
•
•
El fin principal utiliza para el suministro de agua (residencial, comercial, industrial,
y agrícola), cada uno de los cuales puede tener sus propios requisitos de calidad del
agua,
El método utilizado para la desinfección residual (cloro o cloraminas gratis), lo que
afectará las instalaciones necesarias para la desinfección, y
La susceptibilidad de los materiales del sistema de distribución existentes para
diversos resultados de corrosión relacionados
Además, mientras que la calidad general del agua del agua tratada puede ser
caracterizado como de alta calidad en comparación con las fuentes típicas de aguas superficiales,
las regulaciones locales y estatales pueden dar lugar a requisitos adicionales de tratamiento,
incluyendo:
•
•
•
Reglamentos de boro del agua tratada,
Planes de gestión de la salinidad del agua subterránea regional,
Regional limitaciones de descarga al mar
La flexibilidad del sistema de tratamiento y la variedad de las consideraciones
enumeradas anteriormente imposibilitan la formación de una especificación proscriptiva la
calidad del agua El propósito de esta especificación ción es describir los elementos necesarios de
una especificación de sitio específico, y proporcionar la gama de la calidad del agua acabado que
las configuraciones comunes de tratamiento pueden producir
Cuestiones específicas relacionadas con el agua de mar DESALACIÓN
Los temas siguientes de calidad del agua deben ser evaluados para cada combinación de
sourcewater, tratamiento proceso, y del sistema de distribución de los problemas de integración
Permeado de Estabilización (Control de Corrosión)
Química acondicionamiento de la RO permeado para aumentar la dureza y alcalinidad
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será nece- nece- El permeado RO tendrá una significativa baja alcalinidad y dureza y la más alta
de sodio y concentraciones de cloruro en comparación con la mayoría de los otros con matricies
de calidad del agua, incluso después de la cal u otra adición alcalinidad Sobre la introducción de
un nuevo suministro derivado de agua de mar mediante RO
115
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116 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
tratamiento de membrana, un cambio rápido en varios parámetros podría provocar la liberación
escala corrosión partículas o disolución, excursiones de turbidez, los problemas de agua de color
rojo, alteraciones en la estabilidad de biopelículas, y las diferencias detectables en sabor y olor
Estos parámetros incluyen:
•
•
•
•
•
•
Flujo y la dirección de flujo,
Concentración de desinfectante residual,
Oxígeno disuelto,
TDS,
Cloruro y
Orgánico materia
En cualquier caso, la mezcla gradual de los suministros para minimizar los rápidos
cambios en la calidad del agua deben ser favorecidos, incluyendo la construcción de depósitos de
mezcla y producción por etapas en
Potencial de sodio / cloruro Impactos sobre Reutilización
El permeado RO probablemente contener altas concentraciones de sodio y cloruro de que
el suministro de agua corriente Si sodio y concentración de cloruro aumentos del suministro de
agua, un aumento de la concentración de cloruro de sodio y en las aguas residuales del área
correspondiente sería esperado Si estas aguas residuales se recicla actualmente para su
reutilización, el sodio y el cloruro añadió puede afectar negativamente el uso de esta agua
(Nacional de Descargas Contaminantes Sistema de Eliminación (se deben cumplir los requisitos
de descarga NPDES) rigen cloruro y TDS en corrientes de aguas residuales) Además, el sodio o
el final sensibles cloruro de usos del agua reciclada puede verse afectado Estos impactos pueden
ser importantes para los cultivos sensibles, tales como cloruro de fresas y aguacates así como ya
que algunas plantas ornamentales y campo de golf verdes Una solución a este problema es para
tratar una corriente lateral de una sola pasada RO agua con una segunda etapa RO para reducir
aún más sodio y cloruro niveles de objetivos deseables
El mantenimiento de la estabilidad Desinfectante
La estabilidad de desinfección residual del permeado RO terminado puede ser diferente
de otra fuentes Si uno de alimentación contiene cloraminas como su desinfectante, y el otro
contiene cloro libre, es posible que el agua mezclada caerá en el "canal 'de la curva de cloración
punto de interrupción, donde el agua mezclada tiene mucho menos capacidad de desinfección
residual que cualquiera de el agua RO o los residuos de desinfectantes de suministro alternativa
debe coincidir con los residuos en el sistema de recepción (por ejemplo, las cloraminas en un ~ 45: 1 y una
concentración de ~ 25 mg / L o cloro libre en una concentración traciones de 1 mg / L)
Además, de una sola pasada SWRO permeado tendrán niveles elevados de
concentraciones de bromuro y casi no hay materia orgánica La combinación de estos dos
artefactos resultados en rápida descomposición inicial de desinfectante residual en los sistemas
cloraminada Esta pérdida inicial debe ser contabilizada o aliviarse mezclando, impulsando
residual a la planta de tratamiento o en el sistema de distribución, o reducciones en impregnar
concentraciones de bromuro
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Capítulo 6: Calidad Especificación Agua
|117
Estética
Los consumidores normalmente notan cambios rápidos en la calidad del agua en base a
las cualidades estéticas del agua (sabor, olor y apariencia) Mientras que la calidad estética no
puede ser notablemente mejor o peor, la "diferencia" puede dar lugar a quejas de los
consumidores el fin de minimizar los consumidores percepción ción de los cambios en la calidad,
mezcla variaciones se debe minimizar en lo posible y, en su sario sario, introducida gradualmente
La temperatura diferencias pueden acentuar los proyectos co-ubicada efectos estéticos de
la central eléctrica que contemplan el uso post-condensador de agua (con calefacción) puede
aumentar la temperatura del agua en el de redes de distribución normales variaciones de
temperatura estacionales en el océano también podrían alterar bución temperaturas del sistema
bución de agua Calentador pueden volatilizarse olores y hacer cualquier normalmente
enmascarados malos sabores evidente para los consumidores
Total Los trihalometanos y ácidos haloacéticos
Con base en una revisión de la literatura y la labor de análisis que se ha hecho como parte
de este proyecto y por otros, la formación de TTHM y HAA no debe ser un problema Mezclar
los estudios que utilizan cloraminada SWRO permeado han demostrado que la mezcla disminuye
TTHMs y HAA5 en los niveles de carbono orgánico total típicas del sur de California, a pesar de
los cambios de especiación marginación aliado hacia compuestos bromados A pesar de que los
niveles de bromuro en el agua de mar desalinizada puede ser mayor que otras aguas receptoras,
el extremadamente bajo contenido orgánico total de agua desalada produce niveles de DBP
insignificantes en Formación de DBP permeado SWRO 100% puede ser un problema cuando
mezcla SWRO permeado y las aguas superficiales cuando se utiliza la desinfección de cloro libre
Etapa 2 DBPR MCL para TTHM y HAA5
La integración de nuevos suministros derivados de la desalinización de agua marina
requerirá una revisión de la PAD el seguimiento de las ubicaciones y quizás de identificación de
nuevo DBP lugares de monitoreo de cumplimiento para la etapa actual 2 Regla DBP se basa en
una Correr Locacional Promedio Anual (LRAA) A sistema será elegible para el monitoreo
reducida si el LRAA es inferior a 40 mg / L para TTHM y 30 mg / L para HAA5 en todos los
puntos de monitoreo, y el nivel de TOC promedio anual del agua de origen es inferior a 40 mg /
L La TTHM permitida y niveles HAA5 (MCL) son 80 mg / L y 60 mg / L, respectivamente
Cumplimiento será basado en el cálculo de una LRAA usar los últimos cuatro trimestres de
escucha resultados para cada ubicación de monitoreo identificados en un monitoreo Etapa 2 DBP
planean La adición de agua de mar desalinizada puede cambiar el cumplimiento de un sistema
con la Regla Etapa 2 PAD Además, el uso de agua de mar desalinizada puede afectar a las
concentraciones de los SPD individuales que tienen objetivos de nivel máximo de contaminante
(MCLG) debido a la influencia de cloruro elevada y concentraciones de bromuro y el cambio de
la dinámica de desinfectantes Los MCLGs para DBPs identificados en la Regla Etapa 2 DBP se
enumeran en Tabla 61
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118 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
Mesa 6.1
MCL y MCLG de trihalometanos y haloacético ácidos
Metas MCL para los trihalometanos (THM)
Cloroformo
Bromoformo
Bromodiclorometano
Clorodibromometano
Metas MCL para ácidos haloacéticos (HAA)
Ácido dicloroacético
El ácido tricloroacético
Concentración (mg / L)
0
0
0
006
0
03
Tabla 6.2
Especificación genérica de calidad de agua para el tratamiento de ósmosis inversa de un solo
paso del Océano Pacífico el agua de mar
Parámetro
Desinfección
Virus eliminación e inactivación
Eliminación de Giardia y la inactivación
La eliminación de Cryptosporidium y la
inactivación
Permeado
la calidad del agua
Total sólidos disueltos
Cloruro
Bromuro
Boro
Subproductos de la desinfección
TTHM
HAA5
Control de la corrosión
Agua objetivo de calidad
Cumplir con SWTR
min Reducción 4-log*
min Reducción de 3 log*
min Reducción de 3 log*
Conoce a todos los MCL estatales y federales
<500 mg / L
<250 mg / L†
†
05-1 mg / L†
El resultado en la Etapa 1 y Etapa 2 DBP cumplimiento
Regla
<80 g / L
<60 g / L
Agua tratada no corrosivo; cumplir con el plomo y
el cobre regla
25-50 mg / L
Alcalinidad
†
pH
LSI
LSI Positivo
Cumplir con el artículo radionucleidos y la regla de
Los radionucleidos, la contaminación
coliformes totales
cruzada, y bioestabilidad sistema de
distribución
* Puede haber un beneficio significativo asociado con la eliminación de una evaluación detallada de fuentes
de agua mediante el uso de un tren de tratamiento que logra el traslado de registro máximo Este beneficio se
negoció con las autoridades de salud del estado en el proceso de permisos
†Determinado a través de los requisitos específicos del sitio y preferencias de servicios públicos
Boro
El agua de mar desalinizada puede contener boro en concentraciones que se acercan al
Nivel de notificación de California, que es de 1 mg / L Alcanzar este nivel no se espera que sea
un problema, ya que el diseño de procesos y control en el proceso de tratamiento de RO y la
selección de las membranas que demuestran un buen rechazo de boro puede proporcionar este
nivel de eliminación de boro Por otra parte, mientras que la corriente de la OMS directrices valor
de la línea para el boro es 05 mg / L, y este nivel ha impulsado el uso de tratamiento parcial
segundos-pass en muchas plantas de SWRO internacionales, la OMS está en el proceso de
revisión de su valor de referencia para el boro hacia arriba para el segunda vez El nuevo valor del
proyecto de directriz es de 24 mg / L De una agricultura el uso del agua culturales perspectiva,
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Capítulo 6: Calidad Especificación Agua
|119
los niveles elevados de boro puede reducir la productividad del cultivo
de determinados cultivos
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120 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
(como las fresas, aguacates, cítricos y algunas plantas ornamentales) y debe ser reducido al
mínimo En este momento, a partir de la realización de un estudio nacional ocurrencia de boro,
parece poco probable que una norma nacional para el boro es inminente, y parece que la
influencia de boro en el diseño de plantas de ósmosis inversa se guiará más significativa por la
agricultura en lugar de la salud pública impactos Las regulaciones estatales o locales que resultan
en un estándar de boro inferior pueden requerir tratamiento adicional o un cambio en las
condiciones de funcionamiento de la membrana
ESPECIFICACIONES DE CALIDAD DEL AGUA CONCEPTUAL
Mesa 62 resume la componentes sugeridos de una especificación de la calidad del agua
con el en rangos de parámetros aplicables para un sistema de ósmosis inversa de un solo paso el
tratamiento de agua de mar del Océano Pacífico Objetivos más bajos son posibles para
sourcewaters que contienen menos salinidad y para el tratamiento de segunda pase sistemas
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Capítulo 6: Calidad Especificación Agua
|121
121
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Abdul Azis, PK, que Al-Tisan y N Sasikumar 2001 Biofouling factores potenciales y
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ABREVIATURAS
Nivel ALaction
AOCassimilable orgánica
carbón
ASPamnesic mariscos
envenenamiento
ATP
trifosfato de adenosina
Agua BWRObrackish ósmosis inversa
CAcellulose acetato
Peces CFPciguateric envenenamiento
DBOdesign-construcción-operación
DBPdisinfection subproducto
DBPRDisinfection Subproductos Regla
DOCdissolved orgánica
carbón
DPHDepartment de Salud Pública
DSPdiarrhetic mariscos
envenenamiento
ELISAenzyme-ensayo inmunoenzimático
FFfirst-ras
Hierro GIgalvanized
GPDgallons por día
Ácido HAAhaloacetic
Recuento en placa HPCheterotrophic
IESWTRInterim Surface Enhanced Agua Regla de Tratamiento
LCRLead y Cobre
LRLarson de
proporción
Índice de saturación LSILanglier
LT1ESWTR
Largo Plazo 1 Enhanced Superficie del agua Regla de
Tratamiento LT2ESWTR Largo Plazo 2 Enhanced Superficie del agua
Regla de Tratamiento
Nivel de contaminantes MCLmaximum
MCLGmaximum meta de nivel contaminante
Efecto MEDmultiple destilación
MFmicrofiltration
MGDmillion galones por día
Límite de la presentación de informes MRLmethod
MSFmulti etapa
destello
123
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124 | Implicaciones desalinización de agua marina para la Calidad
del Agua Potable
MTBEmethyl-terc-butil-éter
Peso MWCOmolecular
cortar
MWDMetropolitan
Agua Distrito del Sur de California
NFnanofiltration
NOAELnon-observado efectos adversos
nivel
NOMnatural orgánica importar
Descarga de Contaminantes NPDESNational Sistema de
Eliminación NSPneurotoxic mariscos envenenamiento
NWRINational
Agua Instituto de Investigación
Ppressure
Pensilvania
poliamida
PSPparalytic mariscos envenenamiento
Permeabilidad al agua PWPpure
Rrecovery
REIReiss Ambiental, Inc
ROreverse ósmosis
Relación de adsorción de SARsodium
Índice de densidad SDIsilt
SDWA
Ley de Agua Potable Segura
SOCsynthetic orgánica químico
SSsteady estado
SWROseawater ósmosis inversa
SWTRSurface
Agua Regla de Tratamiento
TCR
Total Regla de Coliformes
Recuento de células directa TDCtotal
TDStotal de sólidos disueltos
Película TFCthin compuesto
THMtrihalomethane
TOCtotal orgánica carbón
Trihalometanos TTHMtotal
UFultrafiltration
USEPA
Agencia de Protección Ambiental de Estados
Unidos USFUniversity del Sur de la Florida
VOCvolatile orgánica químico
QUIEN
Mundo Organización de la Salud
Calidad WQSwater presupuesto
Potencial ZPzeta
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Las siguientes organizaciones contribuyeron financieramente fi a este proyecto:
West Basin Municipal Water District
Calleguas Distrito Municipal de Agua
Tampa Water Bay
Departamento de Recursos Hídricos de California
Autoridad de Aguas del Condado de San Diego
East Bay Municipal Utility District
Distrito Municipal de Agua del Condado de Orange
Asociación de Agencias del Agua de California
Poseidon Resources Corporation
Comisión del Aguacate de California
Agua de mar Desalinización Trascendencia para Bebida Water Calidad
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6666 West Quincy Avenue, Denver, CO 80235 hasta 3098 EE.UU.
P 303.347.6100 • 303.734.0196 • F www.WaterResearchFoundation.org
2.841
1P-3C-2841 hasta 10/10-FP