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Desalinización 322 (2013) 3751
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Desalinización
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Tomas subsuperficiales para instalaciones de ósmosis inversa de agua de
mar: limitación de capacidad, mejora de la calidad del agua, y la economía
Thomas M. Missimer la,⁎, Noreddine Ghaffour la, Abdullah H.A. Dehwah la, Rinaldi Rachman la,
Robert G. Maliva segundo, Gary Amy la
la
Desalación de Agua y Reciclar Center, Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), Thuwal 23955-6900, Arabia Saudita
Schlumberger Water Services, 1567 Hayley Lane, Suite 202, Fort Myers, FL 33907, Estados Unidos
segundo
H I G H L IGHST
•
•
•
•
•
Se documentó el uso de tipos de admisión debajo de la superficie para las instalaciones de ósmosis inversa de agua de mar.
Mejoras en la calidad del agua de alimentación mediante el uso de tomas subsuperficiales se demostraron.
Se discutieron los impactos ambientales reducidos utilizando tomas subsuperficiales.
Se evaluaron los límites de capacidad en varios tipos de ingesta subsuelo.
Se analizaron preliminarmente ahorro de costes de ciclo de vida utilizando la ingesta del subsuelo.
a r t i c l ei
f o
n
La historia del artículo:
Recibido 08 de marzo 2013
Recibido en forma revisada 17 de abril
2013 Aceptado 18 de abril 2013
Disponible xxxx en línea
Palabras clave:
El agua de mar inversa
Biofouling sistemas de admisión
de agua de alimentación
subsuperficial ósmosis mejora
de la calidad
El costo de la desalinización
a b s t r a c t
El uso de sistemas de admisión del subsuelo para la ósmosis inversa de agua de mar (SWRO) desaladoras
cativasfisigni mejora la calidad del agua cruda, reduce el uso de químicos y los impactos ambientales,
disminuye la fiebre de impresión de carbono, y reduce el costo del agua tratada a los consumidores. Estas
tomas incluyen pozos (vertical, ángulo y tipo radial) y galerías, que pueden ser localizados ya sea en la playa
o en el fondo del mar. Tomas subsuperficiales actuar tanto como la ingesta y como parte del sistema de
pretratamiento, proporcionando fifiltración y tratamiento biológico activo del agua de mar cruda. Recientes
investigaciones de la mejora en la calidad del agua realizada por la ingesta del subsuelo muestran la
reducción del índice de densidad de sedimentos por 75 a 90%, la eliminación de casi todas las algas, la
eliminación de más del 90% de las bacterias, la reducción en las concentraciones de TOC y DOC, y virtual
eliminación de biopolímeros y polisacáridos que causan la contaminación biológica orgánica de las
membranas. Los análisis económicos muestran que los costos de operación de SWRO en general se pueden
reducir en un 5 a un 30% mediante el uso de sistemas de admisión del subsuelo. Aunque los costos de capital
pueden ser ligeramente al signifi- Cativamente mayor en comparación con los costos del sistema de admisión
océano abrir-, un análisis preliminar costo del ciclo de vida muestra señal nifiahorro de costes no puede en
periodos de funcionamiento de 10 a 30 años.
© 2013 Elsevier B.V. Todos los derechos reservados.
1. Introducción
Desalinización de agua marina es un medio de energía intensiva
y costosa de tratar el agua potable a las normas y tiene algunos
impactos ambientales. Con el desarrollo de sistemas de tecnología
de membrana y de recuperación de energía avanzadas, el consumo
de energía y el costo de desalinización de agua marina han sido
significativamente reducido en las últimas décadas [1]. Sin
embargo, el ensuciamiento de la membrana sigue siendo un
problema importante en la mayoría de las instalaciones de agua de
mar por ósmosis inversa (SWRO), lo que reduce opción erational ef
fi ciencia y de la esperanza de vida de las membranas [2]. Procesos
complejos y costosos de pretratamiento son comúnmente
necesarios para reducir la tasa de contaminación biológica y la
frecuencia de limpieza de la membrana (Fig. 1). Posibles impactos
ambientales asociados con convencional
*Autor correspondiente. Tel .: +966 2 808 4964.
Dirección de correo electrónico: [email protected] (T.M. Missimer).
tomas de mar abierto, como pinzamiento y arrastre de la biota
marina, también puede crear grandes costos de permisos y
retrasos en la construcción [3,4]. También hay impactos
ambientales asociados con el uso de productos químicos para
mantener las tomas y tuberías asociadas limpia de crecimiento
orgánico, eliminación de coagulantes requeridos en los procesos
de pretratamiento (por ejemplo, cloruro férrico), y la eliminación
de los desechos macro-orgánico que va acumulando en las
pantallas de viaje (algas, peces, jalea fi sh, etc. .) y otras partes del
tren de pretratamiento [5].
0011-9164 / $ -ver front matter © 2013 Elsevier BV Todos los derechos reservados.
http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2013.04.021
El agua de mar natural contiene una variedad de componentes
macro y micro-orgánicas que afectan el proceso de tratamiento [6].
Tomas de Open-oceánicas están obstruidos por estacionalidad en
algunas regiones por algas [7] y algunos sistemas de pretratamiento
se ensucian periódicamente por in fl ujo de medusas. Además, los
eventos ambientales naturales, como las floraciones de algas
nocivas y las mareas rojas, pueden abrumar los sistemas de
pretratamiento y causar paradas temporales de plantas de SWRO
[8,9]. Mejoras en el agua cruda calidad dad puede conducir a la
reducción de la complejidad de los sistemas de pretratamiento,
38
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
Fig. 1. Diagrama que muestra el proceso de pretratamiento típico entrena para una planta de ósmosis inversa (a, b, c), con la simplificación deseadafied sistema utilizando una
ingesta subsuperficial (d). Una ingesta subsuperficial puede ser cualquier agua de alimentación para producir que puede pasar por alto el sistema de pretratamiento y Floridaow
directamente al cartucho filtros.
reduciendo de este modo la necesidad de limpieza física y la cantidad
de productos químicos utilizados, y el aumento de la fiabilidad
operativa de las instalaciones (por ejemplo, evitar la pérdida de la
producción durante las floraciones de algas). Comúnmente,
retroalimentación ing agua cruda de mayor calidad en el proceso de
membrana primaria conduce a una reducción en la tasa de
bioensuciamiento orgánica, la reducción de costo de capital para la
construcción de procesos de pretratamiento, y la reducción de los
costos de operación para el mantenimiento, el uso de químicos, y las
operaciones accesorias. Una llave asunto es cómo mejorar la calidad
del agua de alimentación y, como consecuencia, disminuir el coste del
ciclo de vida de desalación o de coste total por unidad de volumen de
agua del producto.
El uso de sistemas de admisión del subsuelo es un método para
mejorar la calidad del agua, para aumentar la fiabilidad de
funcionamiento, para reducir la complejidad del tren de
tratamiento previo, y para reducir los costes operativos [10,11].
Sistemas de admisión subsuperficial utilizan las propiedades
geológicas naturales de sedimentos y rocas que esforzarse y
biológicamente eliminar la materia orgánica, sedimentos en
suspensión y compuestos orgánicos disueltos antes de entrar en los
procesos de tratamiento [11]. La mayor parte de la función de los
procesos del subsuelo de una manera similar a la filtración orilla
del río fi (RBF) o banco fi l- tración sistemas utilizados para tratar
las aguas dulces de Europa y los Estados Unidos por más de un
siglo [12,13]. Las investigaciones de los sistemas de RBF han
demostrado de manera concluyente que son muy eficaces en la
reducción o eliminación de agentes patógenos en el agua se filtra
[14-18] y también re- ducir la concentración de sólidos en
suspensión y materia orgánica Enterprise ción de los procesos de
tratamiento primario [19]. Sistemas RBF también han sido eficaces
en la reducción de concentraciones de toxina de algas [20]. En
Europa, RBF comúnmente es el tratamiento principal para muchos
sistemas de agua potable con poco o ningún tratamiento adicional
posterior.
Hay un número de diferentes tipos de sistemas de filtración del
subsuelo que se pueden utilizar dependiendo de la geología local y
las condiciones ambientales. Tipos de admisión Subsurface se
pueden agrupar en dos categorías, que incluyen pozos y las galerías
[11]. Wells se puede subdividir en pozos convencional verticales,
pozos horizontales o drenajes, pozos de ángulo / inclinación y pozos
Ranney o coleccionistas. Tomas de tipo Gallery incluyen filtros de
lecho marino fi o
galerías y galerías de playa. Es el propósito de este trabajo revisar a
fondo este tipo de ingesta subsuelo en términos de viabilidad,
diseño, funcionalidad ción, y aplicabilidad a varias instalaciones de
desalinización de agua de mar de la capacidad e incluir una visión
general de la economía de las instalaciones.
2. Materiales y métodos
Un estudio general se llevó a cabo de las plantas de SWRO
ubicadas a nivel mundial para determinar los tipos y capacidades
de los sistemas de admisión subsuelo actual- mente están
utilizando. Se obtuvo información de las bases de datos, libros y
publicaciones revisadas por pares en la desalinización.
Información de diseño también se recogió en los métodos de
construcción, materiales y tipos de bombas. En los lugares donde
se pudo contactar con los operadores de las instalaciones, los
datos fueron recolectados en el agua de mar crudos, la in fl ujo de
corriente antes de pre-tratamiento y después del tratamiento
previo. Se obtuvo información sobre el grado de ensuciamiento
de la membrana experimentado y sobre la frecuencia de limpieza
requerida en la planta.
Datos de calidad del agua también se obtuvieron de la
literatura y de algunas encuestas de campo para evaluar el
impacto de la ingesta del subsuelo en la eliminación de algas,
bacterias y compuestos orgánicos que tienden a producir la
contaminación biológica de las membranas. Estos datos fueron
compilados para evaluar la eficacia de la ingesta de agua de
alimentación del subsuelo en la mejora global calidad.
3. Resultados
3.1. Viabilidad de la ingesta del subsuelo en diversas
condiciones geológicas naturales
Condiciones hidrogeológicas locales y la capacidad de propuesta
de las plantas de SWRO controlan la viabilidad de la ingesta del
subsuelo y la elección especí fi ca sobre el tipo de sistema que mejor
se adapte a los requisitos de las instalaciones [10,11]. Muchos lugares
en todo el mundo tienen locales
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
39
6. Para tomas de tipo galería -obtener muestras de sedimentos de la playa en alta mar
a un
hidrogeológico condiciones su fi ciente para desarrollar uno o más
distancia de hasta 500 metros y una profundidad de agua de hasta 10 metros y
diferentes tipos de tomas subsuperficiales, mientras que otros lugares
tienen las muestras analizadas para propiedades de tamaño de grano y las
propiedades hidráulicas. La rejilla de muestra debe contener toda la zona en la
no tienen viabilidad ingesta subsuelo. Una cuestión clave es la
que las galerías se construirían y quizás algunas áreas adicionales a partir del cual
evaluación técnica de pre-diseño de las condiciones hidrogeológicas
los sedimentos podría ser transportado.
antes de que el diseño de las instalaciones y el proceso de licitación
7. Producir un especí sitiofic informe que contiene los datos de las pruebas y los
comienzan [10,11,21-26].Los pre-diseño de investigaciones geológicas y
posibles recomendaciones para la ingesta de viabilidad del subsuelo.
geotechni- cal deben ser eliminadas con una investigación preliminar
alcance desarrollado para evaluar "aws fl fatales" que eliminen el uso
de cualquier tipo de ingesta subsuelo y una investigación primaria que
proporcionaría datos su fi ciente como para basar al menos un diseño
preliminar. En la mayoría de los casos, el hecho de no llevar a cabo
estas investigaciones eliminaría efectivamente el uso de un diseño del
subsuelo en la causa el proceso de licitación ESTÁ el del factor de
riesgo percibido. El alcance de la investigación primaria debe
desarrollarse dentro del informe del estudio preliminar y debe
contener una cantidad mínima de recogida de datos campo, algunas de
las aguas subterráneas evaluación de modelos, y algunas evaluaciones
económicas preliminares (Mesa 1). Si se considera una ingesta
subsuelo ser inviable, entonces la necesidad de la investigación
primaria se eliminaría con ahorros asocia- dos en el costo del proyecto.
Hay algunas características costeras cercanas a la costa y
generales que tienden a favorecer la viabilidad de desarrollo
ingesta subsuelo. La ocurrencia de roca permeable junto a la orilla
es una buena indicación de que una ingesta subsuelo puede ser
factible. Acuíferos carbonatados Costeras (calizas y / o dolomitas)
se han utilizado comúnmente para el agua de alimentación de los
sistemas de abastecimiento [27,28] (Fig. 2la). Las regiones costeras
comprensión permanecido por gruesos depósitos de arena
permeable, grava, o una combinación de estas litologías que
también tienen una alta probabilidad de un desarrollo exitoso. Las
playas de arena que son relativamente estables y que tienen
actividad de onda adecuada también tienen una buena
probabilidad de ser útil (Fig. 2segundo). Zonas sin vegetación de
fondo en alta mar marinos que contienen cuarzo o carbonato de
arenas con un bajo porcentaje de barro también son aceptables para
el desarrollo de sistemas de admisión del subsuelo, siempre que no
sean sensibles con el medio ambiente (por ejemplo, los arrecifes de
coral o importante pastos marinos
Mesa 1
Alcance de las investigaciones preliminares y de permisos para la viabilidad ingesta
subsuelo que debe facilitarse a los oferentes de proyectos.
Investigación regional de las características costeras
1. Proporcionar una descripción detallada del sitio para la instalación de
desalinización y las zonas costeras disponibles para el desarrollo de un sistema
de admisión del subsuelo
2. Proporcionar fotografías aéreas históricas de la costa para evaluar la estabilidad
de la costa
3. Proporcionar mapas geológicos de la zona costera en examen
4. Proporcionar una copia de las investigaciones oceanográficas realizadas para
permitir
5. Proporcionar un mapa batimétrico de la zona de alta mar adyacente a la zona
costera de interés
6. Proporcionar los oferentes con el paquete global de las condiciones costeras y
darles una distancia máxima de la planta en la que se podrían desarrollar un
sistema de admisión del subsuelo
Sitio específiinvestigación c de las condiciones de superficie y el subsuelo
1. Perforaciones de prueba de perforación en la zona de la playa en el lugar de
consumo de propuesta
2. Construya registros geológicos detallados
3. Recoger muestras de arena de la playa y tener la distribución de tamaño de
grano de las muestras analizadas
4. Construir al menos una observación bien en cualquier acuífero encontrado que
tienen una alta conductividad hidráulica, se recoge una muestra de agua, y
proporcionar un análisis químico de la química inorgánica, incluyendo análisis
de los principales cationes y aniones con alcalinidad, sílice dureza, estroncio,
bario, boro , metales arsénico, y cualquier rastro de preocupación (con algunos
análisis orgánicos como el TOC, DOC, TEP, polímeros bio, y otros)
5. Opcional -Si un acuífero se encuentra en la perforación de prueba que tiene una
posibilidad de
producir la cantidad deseada de agua, una prueba de rendimiento acuífero
debe llevarse a cabo para medir acuífero coef hidráulicoficientes.
Fig. 2. Costeras características típicas aceptables para el uso de sistemas de
admisión, un subsuelo. Costa de la piedra caliza en el Sur, Omán, que tiene una
piedra caliza acuífero alta productividad, b. Playa de arena en el norte de la costa
costa del Mar Rojo de Arabia Saudí, que podría apoyar una serie de tipos de
admisión del subsuelo en base a la litología, la geología y la acción de las olas, c.
Shallow piedra caliza y el área limpia arena del mar Rojo que podría ser utilizado
para el desarrollo de la galería de los fondos marinos.
camas no están presentes) (Fig. 2do). Las áreas que tienen una alta
energía, costa rocosa que contiene bajas rocas permeabilidad no
es probable factible. Costas de bajo consumo energético con alto
contenido de lodo asociados en los sedimentos marinos son
también no es probable que sea factible.
3.2. Sistemas de pozos
3.2.1. Pozos verticales convencionales
Hay muchos tipos diferentes de pozos que pueden ser
diseñadas y construidas para proporcionar agua de alimentación
[11]. El término "playa bien" es comúnmente utilizado para
describir el tipo más común de la ingesta del subsuelo,
40
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
pero este término es un nombre poco apropiado que se aplica a una
sola clase de pozos que se recarga directamente por el agua de mar
cerca de la zona de playa. Muchos sistemas y sistemas utilizados
para suministrar instalaciones SWRO se encuentran en el interior
de las playas o incluso en zonas del interior de los continentes
donde las aguas de alta salinidad
Tabla 2
Instalaciones de ósmosis inversa de agua de mar seleccionados
utilizando sistemas bien de admisión.
Instalaciones nombre
C
apacidad
No.
de
pozos
1
(metro3/
re)
ocurrir a gran distancia desde el mar o en los sistemas acuíferos
SurOman
regionales profundas
Alicante (combinado para
que contienen agua de mar (Fig. 3) (Por ejemplo, sistemas de Isla
dos instalaciones)
Nueva Providencia,
Bahamas, el Bolsón Acuífero de Nuevo México).
La geología sitio debe ser suficiente para permitir así individuo rendimientos Tordera
Pembroke
que ser lo suficientemente alto como para que el número de pozos de producción necesario a
cumplir con el suministro de agua cruda requerida es razonable o costo competitivo
Bajo Almanzora Bahía de
Palma
con otras opciones de suministro. En algunos casos el acuífero hidráulicos estafa- WEB
Lanzarote
productividad encontrado durante una investigación preliminar del sitio es insuficiente
Sureste
IV
para producir los requisitos de rendimiento así necesarias en función de la sitio
Blue Hills
tamaño o consideraciones económicas generales. El tipo y el diseño de un bien
Santa
sistema
debe coordinarse con la hidrogeología local y el
Ghar Lapsi
Cruz
de Tenerife
requiere la capacidad necesaria para abastecer las instalaciones. Cuestiones clave incluir Cirkewwa
CR Aguilas, Murcia
maximización de la efficiencia para retirar el agua al reunirse el
SAWACO
los requisitos de capacidad de plantas, así como la mejora de la calidad del agua. los Dahab
rendimientos así deben ser diseñados para que coincida con el diseño con la plantafiguración
Empresa
(por ejemplo, un pozo por tren o dos pozos por tren). Bueno sistema de
Islas
Turcas y Caicos Agua
Windsor
admisión debe
Campo
North Side Agua Trabajos
tener
cierta
reserva
de reserva de emergencia
para
causado
porcapacidad
fallas de lade
bomba
o elo mantenimiento
programado.
IbizaSpain
satisfacer
las
demandas
Bueno sistemas de admisión se han utilizado con éxito en cientos
de instalaciones en todo el mundo SWRO con capacidades de hasta
160.000 m3 / d (Mesa 2). Sistemas de admisión bien han
demostrado ser un medio fiable de proporcionar agua de
alimentación con un impacto positivo en la calidad del agua [27-35].
Un tema clave cuando se contempla un sistema así es obtener su fi
ciente información hidrogeológica para predecir así el rendimiento
y reducir el riesgo operacional con el operador de la instalación [36].
Métodos de evaluación técnica tener sido utilizadas que permiten
hidráulica del sistema de agua subterránea de la zona para ser
evaluados antes de la construcción con experiencia operacional
positivo como resultado [37]. Bueno diseño y construcción deben
seguir las normas de la industria con una fuerte consideración de
materiales debido a la naturaleza altamente corrosiva del agua de
mar (tripas no metálicos y transporte tubería se debe utilizar) [38].
Análisis comparativo de la calidad de agua de mar entre la alta
mar in- toma y pozos muestran que la ingesta así producen signi fi
cativamente menores concentraciones de material particulado,
algas, bacterias y compuestos orgánicos que promueven la
contaminación biológica de membrana [39-46] (Tabla 3). Mientras
pozos verticales convencionales lo hacen de forma significativa a
reducir las concentraciones de bacterias carbono orgánico y, se
debe tener cuidado de mantener los pozos para evitar el
crecimiento de bacterias dentro del pozo y desinfección periódica
de los pozos que sean necesarias para reducir las concentraciones
de bacterias si se produce el rebrote [47,48]. Sobre la base de
operación de los sistemas, los viajes RBF
Localización
Norte SoundGrand
rojo puerta
Abel CastilloGrand
Al-Birk
Valle Bajo
Oeste Bahía
BritanniaGrand
Bar Bahía
Morro Bahía
Ámbar gris CayeBelize
160000
28
España
130000
30
Blanes, España
Malta
Almería, España
Mallorca, España
Aruba
Islas Canarias, España
Islas Canarias, España
New Providence, Bahamas I.
Islas Canarias, España
Malta
Malta
España
Jeddah, Arabia Saudí
Mar Rojo, Egipto
Providenciales, Islas Turcas
& Caicos
Bahamas
128000
120000
120000
89600
80000
60000
60000
54600
50000
45000
42000
41600
31250
25000
23260
10
14
16
10
11
12 (?)
8
18
10
15
6
20000
-
Magnífico Caimán
18000
15000
12000
10000
9000
5100-8700
8000
7000
5400
5400
4500
3600
8
3
3
4
5
-
Caimán
Magnífico Caimán
Caimán
Arabia Saudita
Gran Caimán
Magnífico Caimán
Caimán
Tortola, B.V.I.
California, EE.UU
1
La capacidad es para la ingesta así (aproximados basados en informes publicados o
estima basa en la capacidad de la planta reportado dividido por la tasa de
recuperación reportado o un máximo de una tasa de recuperación del 50% en los que
no se informó).
distancia y tiempo de residencia en la influencia cambios de
calidad del agua. Todos los con- convencionales pozos verticales
utilizados para tomas de SWRO requerirán un mantenimiento
periódico para eliminar cualquier acumulación de incrustaciones
de carbonato de calcio o una biopelícula en la "piel" del bien en
diseños hoyos abiertos o las pantallas así.
La ubicación de pozos verdaderos playa es importante, ya que
deben ser recargado principalmente por recarga directa con agua de
mar o de otra mar- movimiento hacia podría ocurrir de agua dulce.
Movimiento hacia el mar inducido del agua se ha sabido trazar las
aguas subterráneas o agua contaminada
Fig. 3. Bueno sistema de admisión situado a lo largo de una costa. Este es realmente un "playa bien"sistema que promueve la recarga directa del mar y reduce al mínimo la captura
de los recursos hídricos tierra adentro. Mínimo Floridaujo debe provenir de la dirección litoral para evitar impactos de acuíferos y la entrada de agua de mala calidad.
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
41
Tabla 3
Comparación entre las bacterias, algas, las concentraciones de compuestos de carbono orgánico en los versículos de agua de mar naturales así ingestas de determinados sitios.
Localización
Parámetro
Agua de mar
Bueno 1
Bueno 2
Bueno 3
Bueno 4
Dahab, Egipto [40]
DOC (mg / L)
UV-254 (m-1)
TOC (mg / l)
UV-254 (m-1)
Fitoplancton, célula / L
Proteína disuelta (mg / L)
Hidratos de carbono disuelto (mg / L)
TOC (mg / L)
Las bacterias (CFU / mL), 0, 24, y 72 h
16
1.4
0.5
0.36
57720
2,73 ± 0,78
1.57 ± 0.23
2
1,8 × 103
1,1 × 105
5,6 × 104
16
1.4
1,6 × 103
1,3 × 103
1,1 × 103
1,2 × 102
1.2
0.12
0.5
0.25
0.33
0.9
0.4
0.26
0.22
0.38
1.2
0.8
0.7
0.55
0
0.75 ± 0.08
0.52 ± 0.15
1.2-2
1,3 × 103
3,3 × 105
4,0 × 106
1.2
0.8
1,3 × 102
1,0 × 102
1,9 × 101
1,7 × 100
0.9
0.01
0.4
0.16
0.29
0.6
DAKOTA DEL
NORTE
0.16
0.13
0.3
2.3
0.9
0.6
0.8
0.8
0.6
DAKOTA DEL
NORTE
0.77
± 0.10
DAKOTA DEL
NORTE
0.50
± 0.14
2.3
0.9
0.6
0.8
Isla de Fuerteventura, España [41]
Al-Birk, Arabia Saudita [42]
Sitios de ensayo SWCC Al-Jubail [43]
Sistema bien playa de Dahab, Egipto
[44]
Mediterráneo ubicación de la primavera
[45]
Sitio 1 [46]
Sitio 2 [46]
DOC (mg / L)
UV-254 (m-1)
Total picophyto-plancton (células /
ml) Synechococcus (células / ml)
Picoeukaryote (células / ml)
Nanoeukaryote (células / ml)
TOC (mg / L)
Los polisacáridos (mg / L)
Bloques sustancias húmicas + construcción (mg
/ L) masa molar ácidos y neutros (mg / L)
Baja
Compuestos de baja masa molar (mg / L)
TOC (mg / L)
Los polisacáridos (mg / L)
Bloques sustancias húmicas + construcción (mg
/
L) masa molar ácidos y neutros (mg / L)
Baja
Compuestos de baja masa molar (mg / L)
con altas concentraciones de hierro o manganeso disuelto en la
playa pozos (por ejemplo, Morro Beach, sistema bien playa de
California) [29]. Alta concentración centraciones de hierro disuelto o
manganeso, mayor que las que se encuentran en el agua de mar
normal y puede crear problemas de escala en las membranas de
SWRO. Wells se encuentra al signi fi cativas distancias de la costa
también pueden causar efectos adversos a los humedales o
producir agua que tiene mayor salinidad que eso en el mar
adyacente (condado de Flagler, Florida) [49] o como en el caso de
Morro Beach, California puede tener altas concentraciones de
disuelto hierro o manganeso que es común en la zona de mezcla
entre terrestri- Al acuíferos de agua dulce y agua de mar.
Mientras pozos convencionales pueden cumplir los requisitos
de agua de alimentación de pequeña a las instalaciones de SWRO
capacidad intermedios, hay un límite en el uso de pozos para
instalaciones de gran capacidad. Cuando el número de pozos y la
infraestructura asociada es demasiado grande y costoso, puede ser
necesario otro sistema de admisión. La cuestión de la sustitución de
la bomba así y mantenimiento, incluso con el uso de la orden
especial dúplex de acero inoxidable,
0.8
0.6
es una consideración importante debido a la naturaleza muy
corrosiva de agua de mar. La relación entre el rendimiento así el
requisito general de agua de alimentación dictará la viabilidad del
uso de pozos como la ingesta. Además, el uso de un gran número
de pozos de playa se puede plantear la cuestión de inaceptable
apariencia estética que puede influir negativamente en la opinión
pública y hacer que los permisos de ingestas muy difícil o
imposible.
3.2.2. Pozos Ángulo
Pozos de ángulo se pueden perforar desde una posición cerca
de la costa con una extensión bajo el fondo del mar o cerca de ella
(Fig. 4). Pozos de ángulo in- toma están actualmente siendo
evaluado en la investigación de campo y general fi ción
vestigations [50,51]. Una ventaja de usar tecnología bien ángulo es
que los pozos se pueden ajustar de nuevo más lejos de la línea de
costa en comparación con pozos verticales convencionales. Esto
tiende a inducir la recarga principalmente vertical a través del
lecho marino, produce agua que es estable y de calidad similar a la
del agua de mar en la zona, pueden tener una tendencia menor
Fig. 4. Diagrama que muestra un ángulo bien el sistema de admisión. Tenga en cuenta que la dirección de recarga es vertical en comparación con el sistema de admisión de pozo
vertical típica y la cuestión de los impactos en los acuíferos costeros se puede evitar.
42
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
para inducir hacia la tierra hacia el mar flujo que puede causar
problemas de calidad del agua, y mejor protege las bombas y la
infraestructura asociada de daños de la tormenta. Además, varios
pozos se pueden perforar desde una sola cación lo- crear clústeres
[50] (Fig. 4), Lo que reduce el área de terreno necesario para la
construcción y desarrollo de infraestructura.
Construcción de pozos ángulo es más complejo en comparación con
pozos verticales convencionales y requiere el uso de equipo
especializado sario sitating correspondiente operadores cualificados.
En los acuíferos costeros que consisten en Lithi roca fi cado, la
construcción de pozos ángulo es esencialmente más complejo de la
construcción de pozos convencional, pero dentro de los sedimentos no
consolidados, equipos de perforación de doble rotatorio puede ser
requerida para que un paquete de filtro se puede instalar con pantallas
en el interior de una carcasa de acero temporal ese está retirado
posteriormente antes del desarrollo así [50]. los método de perforación
de doble rotatorio tiene algunas limitaciones con respecto a la longitud
máxima (o profundidad) del pozo que se puede construir. Esta longitud
depende de los materiales geológicos penetraron y la diámetro del
pozo. Dentro unlithi sedimentos fi cados es probable que un máximo
de aproximadamente 150 m para un diámetro de 30,48 cm de carcasa
[50] o mayor, pero mayo ser de hasta 400 m, dependiendo del tamaño
de la plataforma y las condiciones geológicas. Pozos de ángulo
también pueden ser más difíciles de mantener, especialmente donde el
equipo especializado No está disponible localmente.
Aunque hay instalaciones de desalinización a gran escala
actualmente utiliza un ángulo bien el sistema de admisión, se están
evaluando varias instalaciones en términos de viabilidad [51]. Ello
es probable que la capacidad media SWRO facili- lazos voluntad
construirse utilizando este tipo de diseño bien de admisión.
Siempre habrá algún límite en el rendimiento global de los pozos
de ángulo para cumplir con instalaciones de SWRO capacidad muy
gran escala. Pozos ángulo puede tener mayores rendimientos pozos
y luego verticales. Sin embargo, se requiere una fi sitio-específico c
análisis económico para determinar si el potencial mayor
rendimiento por pocillo (y por lo tanto menos
número de pozos) compensa los mayores costes de construcción y
mantenimiento de pozos de ángulo.
3.2.3. Pozos o drenajes horizontales
La construcción de pozos Horizontal rara vez se ha utilizado en la
industria del agua, pero tiene una variedad de aplicaciones
potenciales. Una cuestión clave está emparejando la tecnología a las
especi fi cas condiciones geológicas a un determinado sitio para
maximizar la eficiencia de la retirada en el marco de los sistemas
hidráulicos fundamentales de aguas subterráneas. La mayoría de los
sedimentos ed unlithi fi se depositan en capas horizontales que hacen
pozos verticales muy eficaz porque las pantallas se pueden colocar
perpendicular a los planos de estratificación y tienden a tomar ventaja
de la generalmente alta proporción horizontal y vertical de la
conductividad hidráulica. Si es el propósito de un pozo horizontal
para inducir de flujo vertical, tal como en el caso de la perforación bajo
el lecho marino, a continuación, uso de la tecnología tiene la ventaja de
producir altos rendimientos por pocillo individual. Si el acuífero que
se utilizará es semi-confinado o no está bien conectado verticalmente
al mar que cubre, a continuación, los pozos pueden no ser eficaces
para producir rendimientos altos y sostenibles. Además, el gran
cuidado debe tenerse en el uso de pozos horizontales debajo de la fl
oor mar en términos de la calidad del agua debido a que el bien puede
pasar a través de zonas de sedimentos que contiene diferentes
condiciones de oxidación a lo largo del eje del pozo. Mezcla del agua
de mar oxigenada con agua de mar anóxica dentro del pozo,
especialmente donde está presente sulfuro de hidrógeno, puede
conducir a la la precipitación de azufre elemental que requeriría la
eliminación antes de la entrada en el proceso de tratamiento de
membrana. Además, el problema de oxidación también puede
provocar la precipitación de hidróxido férrico o dióxido de
manganeso. La estafa- figuración de la utilización de pozos horizontales
como ingestas de plantas de SWRO parece tener ventajas considerables
[52].
Fig. 5. Los pozos horizontales pueden ser perforados desde la costa utilizando mayor tecnología madura o la Neodren™sistema. a. Con generalficonfiguración de un sistema
horizontal. segundo. Sistemas de pozos horizontales pueden ser configurado para permitir que varios pozos a ser perforados desde un lugar compacto, ahorro de costo de la tierra
y permitir que las bombas que se encuentran en un solo edificio.
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
En los últimos años la ingesta de pozos horizontales se han
instalado en varias instalaciones en España con la más alta
capacidad reportado en 172.800 m3 / d [52-57] (Fig. 5la). El sistema
de pozo horizontal Neodren ™ ha sido promocionado como una
tecnología de última generación con potencial generalizado
solicitud [55]. Por desgracia, ha habido pocos datos operativos
reportados de las más grandes instalaciones SWRO de capacidad
que utilizan actualmente este tipo de ingesta. Los datos sobre el
índice de densidad de sedimentos (SDI) para un sistema Neodren
™ en comparación con multimedia filtración y ultrafiltración
muestran un valor de
5,1 en comparación con 3,4 y 3,2, respectivamente, en un sistema y 4.6
en comparación con 2.6 y 2.4, respectivamente, en otro sistema con las
ubicaciones de los sistemas no determinado [57]. Los valores típicos de
agua de mar SDI comúnmente son superiores a 10 (ambos SDI10 y
SDI5), lo que sugiere que el sistema bien horizontal hace mejorar la
calidad del agua. Sin embargo, no hay datos sobre la eliminación de
carbono o bacterias orgánica se presentan en la literatura
promocionando esta tecnología.
Una cuestión que requiere consideración en la selección de una
ingesta pozo horizontal es la eliminación de viabilidad y riesgo
operacional. Mientras la evaluación de las fuentes de agua
subterránea junto a la orilla es rath- er bien establecida, la
caracterización hidrogeológica del subsuelo marino en alta mar
requiere equipos y métodos que son ex pensativa y todavía puede
dejar preguntas que no pueden responderse fácilmente
especializada, tal como en estado de oxidación sub-fondo del agua
y las variaciones geológicas horizontales que podría reducir o
eliminar la productividad del pozo (s). La perforación de las
perforaciones de prueba y la obtención de la calidad del agua
precisa Las muestras pueden ser difícil si no imposible, bajo ciertas
condiciones, en las la pendiente del fondo en alta mar es muy
empinada o donde la acción del oleaje es intenso, no permitiendo el
uso de equipos de perforación barcaza-montada.
Otra cuestión importante en relación con la operación a largo
plazo de cualquier sistema de pozo horizontal es la capacidad para
limpiar adecuadamente el bien cuando se obstruye parcialmente
[11]. Todos los tipos así requieren mantenimiento periódico y la
limpieza que se puede lograr fácilmente en pozos verticales
convencionales utilizando ácido débil y varios reurbanización
procesos, como el aire o el surgimiento del agua, la desagregación
de sonido y redefinir desarrollo, o alguna combinación de los
procesos dependiendo de la naturaleza de la obstrucción, tales
como el calcio carbonato de escalamiento, nódulos de hierro la
precipitación o la contaminación biológica [11,38]. Los trabajos de
mantenimiento en un pozo horizontal puede ser bastante complejo
debido a su gran distancia de la costa y la presencia de la pantalla
en el pozo que podría ser dañado durante mantenimiento debido a
la tubería de limpieza de viajar en el rostro la pantalla inferior
superficie del pozo.
En el caso de que todos los obstáculos se resuelven con la
construcción y el mantenimiento, el uso de la tecnología de pozo
horizontal tiene algunas ventajas compel- Ling. Una serie de pozos
horizontales se puede perforar de un
43
huella de construcción pequeña, como se muestra en Fig. 5b, lo que
permite ahorros considerables para la adquisición de tierras y un
solo edificio puede albergar a las bombas y equipo eléctrico. Por lo
tanto, pozo horizontal tecnología debe ser evaluado si la geología es
suficiente para apoyar los rendimientos requeridos, así, el suelo del
mar no tiene una alta tasa de sedimentación fangosa, y los riesgos
técnicos y de viabilidad se puede minimizar. El rendimiento
potencial de camas horizontales debajo del fondo del mar puede
ser prácticamente ilimitado, si la geología es compatible y los
riesgos que se pueden gestionar. Asimismo, la necesidad de un
equipo de limpieza especializado es probable de ser necesario, que
pueden no estar disponibles en muchos lugares.
3.2.4. Pozos colectores radiales o coleccionistas Ranney
Pozos colectores radiales se caracterizan por un cajón central
típicamente tiene un 3 a 5 m de diámetro con una serie de laterales
que se proyectó para permitir flujo de agua se mueva en el cajón
durante el bombeo (Fig. 6). Pozos radiales se utilizan comúnmente
para proporcionar gran capacidad bilidad capacidades ingesta a lo
largo de los ríos en algunas partes de los Estados Unidos y en
algunos países europeos ubicaciones [11,58-60].Capacidades así
colector radial Operacional van desde 380 a 51.400 m3 / d [59,60].
El colector de funcionamiento sólo se conoce así el sistema
utilizado para una ingesta SWRO se encuentra en la PEMEX Salina
Cruz re fi nería en México [26], Que cuenta con tres pozos, cada
uno con una capacidad de 15.000 m3 / d.
Las condiciones geológicas que favorecen un diseño radial y
colector en un diseño bien convencional u horizontal son la
aparición de los lechos de grava gruesa a una profundidad
relativamente superficial que tienen una preferencia alta
conductividad hidráulica en comparación con los sedimentos
suprayacentes. Alto rendimiento pozos colectores radiales podrían
desarrollarse con éxito en la unidad de grava mediante la
instalación de los laterales del colector en la grava que se extienden
bajo el lecho marino. Laterales coleccionista podrían instalarse sólo
en el lado del mar del pozo para eliminar los impactos al agua
subterránea fresca recursos que ocurre en la dirección hacia la tierra
y para eliminar también la potencial para dibujar el agua
contaminada o agua con alta concentración centraciones de los
metales no deseados, como el hierro y el manganeso, en el campo,
así fi (Fig. 6).
Se requiere la caracterización adecuada acuífero en el diseño de
un colector radial bien sistema de admisión. Si bien el programa de
prueba para determinar el rendimiento potencial de los pozos
individuales y el espacio requerido entre ellos es relativamente fácil
de realizar (igual que los pozos convencionales), la evaluación de la
calidad del agua dentro de los sedimentos puede ser más compleja.
Es muy importante para evaluar el estado redox del agua para ser
bombeado porque pozos radiales tienen un cajón que permite que
el aire entre en contacto con el agua originarios de los laterales. Si el
agua que fluye en el pozo del acuífero costero contiene sulfuro de
hidrógeno, hierro (Fe2 +),
Fig. 6. Diseño típica de un colector radial o Ranney también. Los laterales pueden ser diseñados para extender subsuelo marino a toda única recarga vertical que pasa por el fondo
del mar, lo que impide impactos tierra adentro. Tenga en cuenta que los laterales se producen en un solo plano y muchos se pu eden instalar.
44
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
o manganeso (Mn2 +), podría reaccionar con el oxígeno disuelto en
el agua almacenada temporalmente en el cajón y precipitar piel
elemental sulfato, hidróxido férrico, o dióxido de manganeso
respectivamente, cualquiera de los cuales puede ensuciar los filtros
de cartucho fi y membranas [11,59].
Pozos colectores radiales tienen una ventaja sobre los pozos
verticales convencionales en que los rendimientos individuales así
pueden ser muy altos. Sin embargo, que no se requiere la ubicación
cerca de la costa y por lo tanto están sujetas a erosión de las playas
y el daño de la onda de tormenta. Podrían ser utilizados para producir grandes cantidades de agua de alimentación en las zonas
donde la geología es apoyo portive y el agua de las mareas es
relativamente tranquila con la acción bajo las olas. Desde pozos
individuales pueden producir hasta 50.000 m3 / d, que pudieron ser
utilizado para suministrar agua de alimentación para sistemas muy
grandes SWRO capacidad. Cómo- nunca, están disponibles en el
colector radial no hay datos de funcionamiento a largo plazo pozos
utiliza para tomas de SWRO. No es potencialmente mayor riesgo
asociado a los pozos colectores radiales debido a una mayor
inversión en su construcción se produce antes de su actuación
puede ser conocido con certeza.
3.3. Sistemas de Galería
3.3.1. Concepto
Un diseño de sistema de entrada de la galería de la ingesta
SWRO se basa en el concepto de la lenta filtración de arena fi
utilizado en la industria del agua por más de dos siglos [61]. Una
gravedad clásica alimenta lenta filtro de arena fi, dependiendo de
la turbidez del agua a tratar, puede operar a las tasas de filtración
que van de 0,1 a 0,4 m / h (2,4 a 9,6 m / d) [61] con una mínima
necesidad de limpiar la capa superior del filtro. Criterios de diseño
modernos para la lenta y rápida de arena fi ltración tienden a tener
un rango inferior para el diseño fi ltración tasa recomendada en
0,05 a 0,2 m / h (1,2 a 4,8 m / d que puede reflejar el tratamiento de
aguas de turbidez mayores [62]).
El uso de la ingesta Gallery es muy aplicable al tratamiento
SWRO Debido a que los fi ltros de arena de diferentes diseños se
utilizan comúnmente en el tren de tratamiento previo en la
mayoría de las plantas. Lenta filtración de arena fi mejora la
calidad del agua por el esfuerzo y la actividad biológica que se
puede unir o romper muchos compuestos orgánicos diferentes que
ocurren comúnmente en el agua de mar. Materiales particulados
están atrapados comúnmente y con destino en la parte superior del
filtro en una capa denominan la "schmutzdecke", que es una capa
biológicamente activo que contiene bacterias, ulates ticipantes
encuadernados, y compuestos de carbono orgánico. Mientras todo
el filtro está biológicamente activa, la mayor actividad del
tratamiento bacteriana se produce en los 10 cm superiores de la
columna de la arena. Tiempo de retención del agua en el filtro
tenderá a aumentar la asimilación de compuestos orgánicos en un
mayor grado. Por lo tanto, un equilibrio entre la velocidad de flujo
hidráulico, que regula el área de la huella de filtro, y la retención
tiempo que controla la calidad del agua se filtra, se debe lograr. La
limpieza de un filtro lento de arena fi comúnmente se logra
mediante raspado y la eliminación de la parte superior pocos
centímetros de arena con la columna de arena completa siendo
sustituido tal vez dentro de un plazo de varios años.
Prueba de filtración lenta de arena fi del agua de mar en una
escala piloto ha demostrado signi fi cativas mejoras a la calidad del
agua de alimentación [63]. El trabajo de pilotaje se realizó durante
los períodos de actividad biológica marina normal y durante los
períodos de las floraciones de algas nocivas. El trabajo
experimental sobre la arena lenta fi ltración por Desormeaux et al.
[63] mostró que la SDI15 se redujo a b 4.0 99% del tiempo y b 3,0
90% del tiempo, la eliminación de partículas> 2 micras de diámetro
fue mayor que o igual a 99%, y (TOC) concentración de carbono
orgánico total fue reducirse a menos de o igual a 2,0 mg / L. La
concentración de pinchos ácido kaínico, utilizado como sustituto de
la toxina de algas, se redujo en un 89-94%. El funcionamiento de la
unidad SWRO piloto no requieren limpieza durante el programa
piloto de 56 semanas y tuvo la menor cantidad de foulant observado
en las membranas en comparación con los otros procesos de
pretratamiento evaluados. El proceso de filtro de arena fi lenta
requiere ningún coagulantes u otros productos químicos que se
añaden.
Ingestas Galería utilizan el concepto de lenta filtración de arena fi
por la creación de un filtro de ingeniería que puede ser ubicado en la
playa cerca o por encima de la línea de marea alta, dentro de la zona
intermareal de la playa, o en el
fondo del mar. Estos tipos de admisión se pueden utilizar como
parte del proceso de pretratamiento, pero eliminan la necesidad
de una gran planta de tratamiento de agua de pedal de impresión
requerida por dentro de la planta de arena lento fi filtración y / o
aire disuelto fl oatation (DAF).
3.3.2. Galerías de los fondos marinos
El diseño conceptual de una galería o fi ltro fondo marino ha
existido desde principios de 1980 [10,11,64]. Para evaluar la
viabilidad general y ciaciones riesgos operativos correspon- dientes,
un estudio marino puede llevarse a cabo para determinar la
presencia de condiciones ambientales potencialmente sensibles en la
parte inferior (por ejemplo, camas o los arrecifes de coral de hierba
marina), el tipo de sedimento del fondo, la velocidad de
sedimentación en general, y la turbidez de el agua de mar. En los
lugares donde el fondo marino contiene limpia arena desprovista de
concentraciones significativas de barro, hay una alta pro- babilidad
de que el sistema es viable. Desde será diseñado los medios de filtro,
una cuestión clave es la composición de los sedimentos de origen
natural que es una indicación de los procesos naturales que actúan en
un lugar determinado. Enturbiar fondos tienen viabilidad cuestionable
debido a la deposición de lodo podría obstruir la parte superior de la
galería. Comúnmente, las zonas inferiores fangosas son aso- ed con el
río o arroyo desemboca en el mar. Favorables procesos marinos
incluyen corrientes que mantienen fi ne sedimentos de grano en
suspensión y mover los sedimentos en la parte inferior, removiendo así
la parte superior del ter l- fi que tiende a limpiarlo. Procesos
biológicos a escala macro naturales, tales como bioturbación dentro
de la columna de sedimento, también puede ayudar en la toma de la
galería completamente funcional. Muchos infauna marina
incluyendo gusanos poliquetos y moluscos se alimentan de depósito
que ingieren sedimentos para extraer nutrientes y excretar bolitas
fecales que actúan hidráulicamente similar a los granos de arena. Los
alimentadores de depósito actúan para evitar la construcción de una
capa de obstrucción biológica en la interfase agua-sedimento.
Sólo el sistema de ósmosis inversa de funcionamiento de un gran
escala, las instalaciones de Fukuoka, Japón, se ha construido y
operado la utilización de este tipo de toma in- (Fig. 7). La capacidad
de la galería de Fukuoka es de 103.000 m3 / d [sesenta y cinco].
Cuenta con una in fi ltración tasa de 5,1 m / d con el correspondiente
tiempo de retención de 7 h. Aunque la galería en la tasa de filtración
está ligeramente por encima del rango normal recomendado para
filtración lenta de arena fi, que ha estado funcionando con éxito
desde hace 8 años y sin la necesidad de limpiar la galería offshore y
con una limpieza mínima de las membranas [66]. Monitoreo del agua
de alimentación bombeada desde la galería muestra una mejora muy
significativa en la calidad del agua con la IDE se redujo de niveles de
fondo superiores a 10 a consistentemente por debajo de 2,5 a
principios de 2010 y en su mayoría por debajo de 2,0 a partir de
entonces (Fig. 8).
Otra galería del fondo marino ha sido diseñado y construido
en la ciudad de Long Beach, California [67,68]. Este sistema ha
estado en la fase de prueba por un período de tiempo signi fi
cativo con las tasas de filtración que van desde 2,9 hasta 5,8 m / d
[69]. Esta prueba reveló reducción sustancial de turbidez, SDI15,
carbono disuelto total (TDC) y heterótrofos recuentos de placas
totales (mHPCs) con alguna reducción en las concentraciones de
DOC y AOC (Mesa 4).
Los medios de comunicación de filtro usado en filtros de arena
fi lentos en el tratamiento de agua dulce típicamente consiste en
arena de cuarzo graduada. Se ha sugerido recientemente que de
origen natural arenas de carbonato puede tener un mayor la
licenciatura de biorreactividad, por lo tanto causando
potencialmente una mayor tasa de eliminación de compuestos
orgánicos [70,71]. Se requiere investigación adicional para evaluar
esta posibilidad.
Galerías de los fondos marinos a gran escala pueden ser
técnicamente compleja para con- estructura. En destinos
internacionales donde el sedimento del fondo es unconsol- idated,
construcción requiere de la utilización de tablestacado, el dragado
y la extracción de agua temporal para permitir la colocación de
los filtros de entrada del fondo y de los medios de filtro (Fig. 9). En
lugares donde el fondo orilla cercano contiene roca blanda, las
células galería se pueden construir en mojado utilizando una
retroexcavadora descansando encima de una carretera de acceso
temporal [71]. El desarrollo de un arti fi cial fi ltro en el suelo del
mar ha sido rido rencias para disminuir la dificultad de la
construcción naval [72]. Como se construye un mayor número de
sistemas de gran capacidad, más e fi ciente con- construcción
métodos es probable que se desarrollan para reducir la
construcción en general los costos de.
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
45
Fig. 7. Galería de los Fondos Marinos en Fukuoka, Japón. Esta galería tiene una capacidad de 103.000 m3/ día y ha estado funcionando con éxito desde hace 8
años [11,23].
Galerías fondos marinos tienen un mínimo impacto
medioambiental que ocurra esto sólo durante la construcción
inicial. Los principales impactos ambientales asociados con
pinzamiento y arrastre de orga- nismos marinos en la ingesta de
alta mar se eliminan. El fondo marino posterior a la construcción en
realidad puede ser más productivo en términos de infauna debido
a la mayor fl ujo de compuestos de carbono orgánico en los medios
de filtro en la parte superior de la galería.
3.3.3. Galerías Beach
Otro tipo ingesta galería que tiene gran potencial para su uso en
sistemas SWRO de gran capacidad es la galería de la playa [10,11].
Galería Beach tomas pueden ser preferibles a las galerías de los
fondos marinos, ya que pueden ser diseñados y construidos para
ser esencialmente de autolimpieza [73]. La galería se construye
dentro de la zona intermareal de la playa con la energía mecánica
de las ondas de fractura está utilizando para continuamente
limpiar la cara del filtro (Fig. 10).
Hay varios criterios clave que se deben cumplir para que la
galería de playa tomas factible [74,75]. La costa debe tener signi fi
cativo altura de las olas y un rango de marea razonable permitir la
autolimpieza
función que funcione correctamente. La playa debe ser
relativamente estable. Mientras que una playa erosionando aún
permitirá la galería para funcionar con toda la galería sumergida de
forma continua, una playa acreción es atical de problemas debido a
que el agua del mar se filtra requeriría un camino más largo fl ujo y
la galería podría deshidratar si el hidráulico conductora es in- su fi
ciente para mantener recargar a la galería en la velocidad de
bombeo deseada. Galerías de playa se pueden construir con éxito
sólo en arena o playas de grava con suf espesor fi ciente de
sedimentos para proteger las pantallas subyacentes y eliminar el
potencial de daño durante tormentas. Se debe tener cuidado para
diseñar las galerías con su fi ciente sedimentos ción espesor para
satisfacer las necesidades de mejora de la calidad del agua y
también para proteger los medios de comunicación de daños de la
tormenta. El espesor de los medios de filtro sería probable mayor
que la de una galería lecho marino.
Mientras que no hay gran escala galería playa tomas se han
construido hasta la fecha, varios son en el diseño o se han
propuesto [74]. El uso de galerías de playa para la ingesta es
convincente debido a la utilización potencial de sistemas de gran
capacidad, el aspecto de auto-limpieza del diseño, el costo de
construcción menor en comparación con las galerías de los fondos
marinos y el mínimo ambiental impactos.
Fig. 8. Variación a largo plazo en el légamo SDI de agua procedente de la galería de los fondos marinos en Fukuoka, Japón. La calidad del agua ha sido muy buena y ha mejorado
durante la vida de la instalación [23].
46
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
Tabla 4
Ciudad de Long Beach, galería lecho marino datos de las pruebas de calidad
del agua de California [68].
Parámetro
Enfiltració
n tasa (m
/ d)
Turbiedad (NTU)
2.91.42
Turbidez (NTU)
5.81.86
IDE15
2.9
5.8
IDE15
ATP (mg / L)
2.9
TDC (células / ml)
2.93400
MHPC (ufc / 100 ml) 2.9750
DOC (mg / L)
2.90.39
(mg / L)
2.911.0
El agua de
mar sin
procesar
(rango /
media)
Galería
efFloridauente
(rango /
media)
-4,8 / 3.040.41
-0.70 / 0.66
-4.56 / 3.100.38
-1.23 / 0.48
No reportado
4.42-5.53 / 4.56
No reportado
2.74-5.45 / 4.06
1-1000 / 6.0
1.50-21.0 / 2.60
-1.210.000 / 54 400 8500-241.000 / 13.300
-470000/4500156
-5500/1000
-0,70 / 0.410.30 / 0,35 / 0,35
AOC
-17,6 / 12,0 / 12.08.9
-11.0 / 9.8
4. Mejora la ingesta subsuelo a la calidad del agua de
alimentación
Varias investigaciones han demostrado que las mejoras de
calidad del agua signi fi cativo se puede lograr mediante el uso de
tomas subsuperficiales en lugar de tomas de mar abierto (Tabla 3).
Información reciente del Sur, Omán sitio demuestra que los
sistemas de admisión del subsuelo producen agua de mar de alta
calidad mediante la eliminación de casi la totalidad de las algas, un
alto porcentaje de las bacterias, una cantidad significativa de
carbono orgánico, y un alto porcentaje de los biopolímeros marinos
que se cree actual tualmente para facilitar la incrustación biológica
membrana [76] (Tabla 5). La remoción de la práctica totalidad de la
turbidez, algas, bacterias y los grandes permite
el uso de un sistema de pretratamiento menos caro más simple con
un diente corres- reducción de los costos de operación.
En muchos casos, el agua producida a partir de una ingesta
subsuperficial puede ser transmitida directamente a los filtros de
cartucho fi, eliminando de ese modo
Fig. 9. Construcción de la Ciudad de Long Beach, California sistema de galerías lecho
marino. Este lery gal- requiere el uso de la hoja-pilotes y deshidratación temporal para
instalar el sistema de grava y la pantalla.
técnicas mixtas filtración, procesos de coagulación, y la necesidad
de utilizar varios productos químicos (por ejemplo, cloruro
férrico, cloro). Un ejemplo es la instalación Fukuoka, Japón que
utiliza una galería lecho marino acoplado a un sistema de
pretratamiento filtración de membrana, que es probable que no
sea necesario sobre la base de la calidad del agua obtenida a partir
de la ingesta. El objetivo de todos los sistemas de admisión
subsuelo es proporcionar el agua de mar que no requiere
tratamiento previo adi- cional con el diseño de la planta
correspondiente es similar a salobre agua sistemas de
desalinización que utilizan bien in- toma y utilizar sólo cartucho
filtros (con algunos aditivos químicos para evitar la escala )
[10,11,77].
5. Economía de los sistemas de admisión subsuelo
Mejora de la calidad del agua de alimentación tiene un
impacto significativo en la economía de la desalación, sobre todo
en los costos de operación. Por lo tanto, el uso de la ingesta del
subsuelo debe reducir el coste global de la desalinización. Sin
embargo, el uso de tomas subsuperficiales aumentará el costo de
capital para la construcción de instalaciones de desalinización a
gran escala en muchos, pero no todos los casos. Mientras que el
costo de capital es importante, no es el principal factor
determinante en general, el costo a largo plazo de la
desalinización basado en un simple análisis de ciclo de vida. El
análisis de los costos de una instalación de ósmosis inversa se divide
comúnmente en capital o costo de inversión (CAPEX) y de
funcionamiento costo CIONES (OPEX) [78]. Por lo tanto, cada tipo
de costo se discute separado separado para la entrada general, en
un análisis preliminar costo del ciclo de vida.
Los costos CAPEX comparativas de un sistema de admisión
convencional junto con el tratamiento previo frente a los sistemas de
admisión del subsuelo son instructivas. Para una instalación típica,
independiente SWRO con una capacidad de 100000 m3 / día, el
costo combinado de la ingesta, el bombeo asociado estación y
emisario se trata de más o menos $ 30 millones de dólares o
aproximadamente el 13,9% de el costo total facilidad (Tabla 6). Si la
ingesta se separa de este costo,
que es alrededor de $ 10 millones
de dólares o aproximadamente el 4,6% del coste total. El sistema de
pretratamiento utilizando filtros de gravedad fi convencionales con
la coagulación y la cloración periódica / decloración tiene un costo
de $ 25 millones USD o constituye aproximadamente el 11,6% del
total de gastos de capital. Si se utilizan un sistema de flotación de aire
disuelto fl y / o un sistema de pretratamiento de la membrana, el
coste de tren proceso de pretratamiento sería considerablemente
mayor. Mientras que un sistema de admisión del subsuelo tendrá
una mayor CAPEX en comparación con una ingesta-océano abierto
convencional, habrá una reducción correspondiente en el coste de
tren de pretratamiento. Si no se requiere equipos de pretratamiento,
un total de $ 35 millones de dólares podría ser utilizado para
construir un sistema de admisión del subsuelo sin alterar el CAPEX
global del proyecto. Si tan sólo pulir Se requiere filtración, la reducción
de los gastos de capital para el asociado de tren pretratamiento sistema de
admisión del subsuelo podría signi fi cativas aún reducir los costos CAPEX
pretratamiento. Por lo tanto, en algunos casos la diferencia de costos
CAPEX entre el uso de la alta mar y la ingesta del subsuelo puede ser
similar y tienen un impacto mínimo en el precio global del proyecto.
Costos OPEX tienen un mayor impacto global en el costo neto de
agua suministrada al consumidor en comparación con el costo de
gastos de capital, sobre todo porque la expectativa de vida útil de la
instalación o la duración del contrato in- pliegues. Está claro que el
ahorro de costes de funcionamiento se producen como resultado del
uso de sistemas de admisión del subsuelo [81-84]. Especí fi cas ahorro
de costes operativos incluyen: 1) reducción de costos asociados con el
mantenimiento de una ingesta alta mar, tales como el uso de buzos a
limpiar físicamente y la alimentación periódica o continua de cloro
para controlar la acumulación ción del crecimiento biológico, 2) No
hay necesidad para operar pantallas de viaje con la remoción de
escombros asociada y eliminación de residuos biológicos,
3) no hay necesidad de operar programas de recuperación de los
peces y de liberación, 4) sin necesidad de añadir coagulantes en el
sistema de pretratamiento, 5) reduce los costos eléctricos asociados con
un sistema de pretratamiento complejo, 6) sin uso de cloruro rination /
decloración, 7) reducción en la frecuencia requerida de membrana
limpiezas, 8) el aumento de la esperanza de vida de las membranas, y
9) redujo los costos laborales. También es probable que el agua de
mayor calidad
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
47
Fig. 10. Playa sistema de admisión de la galería que muestra el concepto de permitir que las olas en la costa de limpiar mecánicamente la cara de la fifiltro, reduciendo el potencial
de obstrucción.
sería Deje que el proceso de membrana para operar a una mayor
eficiencia al aumentar el permeado fl ujo sin temor a aumentar la
contaminación biológica. Reverter et al. [85] que se encuentra en la
planta Palms III en las Islas Canarias (España) que el agua cruda
tratados de una ingesta alta mar requiere el permeado fl ujo tasa
para estar entre 11,8 y 13,4 l / m2-h, mientras que el agua cruda
obtenida a través de pozos de playa permitió el permeado fl ujo
tasa que se aumentó a 16,8 l / m2-ho un incremento del 20 al 30% e
fi ciencia. Esto ahorra hasta 8% en el costo operativo. Otra
consideración el costo es una reducción en el monitoreo ambiental
requerido asociado con condiciones especiales de permisos para
una ingesta alta mar.
Tabla 5
Comparativa de agua de mar cruda y la calidad del agua y el consumo en el Sur, las
instalaciones Omán SWRO [76].
subsuelo
Parámetro
Físico
TDS (mg / L)
Turbidez (NTU)
IDE15
Organics
DOC (ppm)
Biopolímeros (ppm)
Las sustancias
húmicas
(ppm)
12C SeawaterWell 1W Bueno 9W Bueno
55.4
0.91
16.52la
54.3
0.61
0,819
55.8
0.38
0,996
55.8
0.30
1,193
0,544
222
520
0,101
1
85
0,170
8
41
0,133
DAKOTA
DEL
91
NORTE
Bloques de
construcción
(ppm)
Neutrales BPM
(ppm)
42580597783
Ácidos BPM (ppm)
155324938
Agregado
0,128
2
93
45895150125117
26
Algas
Prochlorococcus sp.
(células /
ml)
Synechococcus sp.
(células / ml)
Piconanoplankton
(células / ml)
Bacterias
Bacterias
totales
Bacterias LNA
(células / ml)
582.750
2270
6110
9520
7540
Hay un gran rango sugerido en ahorros potenciales OPEX
mediante el uso de la ingesta del subsuelo. Si se evalúa el costo
único tratamiento previo, el ahorro anual podría ser tan alta como
35% en base a una comparación de la ingesta alta mar frente a un
sistema bien playa donde se produce la calidad del agua desafiante
[81]. Una revisión de los sistemas de ósmosis inversa de agua
relativamente pequeña capacidad mar- mostró un ahorro OPEX
van desde 10 a 25% [83]. Un análisis preliminar de los ahorros
OPEX para todas las capacidades de las instalaciones de SWRO
utilizando cualquier tipo de ingesta de subsuelo mostró un rango
ahorro del 10 al 30% basado en la capacidad de la planta y la
duración de la vida de funcionamiento o contrato [84]. Un análisis
más detallado entre las plantas que tienen tomas de mar abierto y
pretratamiento convencional y los que tienen un sistema bien playa
mostró una reducción del coste de 33,8% [81].
Se realizó un análisis preliminar del ciclo de vida para evaluar cómo
mucho coste CAPEX adicional podría ser absorbido mediante un intomar el sistema frente a la utilización de una ingesta convencional con
un sistema de pretratamiento correspondiente (Tabla 7). El costo de un
stand-alone planta SWRO 100.000 capacidad de m3 / día fue utilizado
como una línea de base (Tabla 6). El costo de un convencional ingesta
alta mar se supone que es de $ 10 millones de dólares sobre la base de
un tercio de la línea se muestra en la Mesa 6. Se consideraron dos
escenarios; una instalación que tendría un subsuelo con una ingesta
pulido sistema de filtración con una reducción correspondiente de
pretratamiento coste ción CAPEX entre $ 25 millones de dólares a $ 10
millones de dólares y una instalación que tiene un consumo bajo la
superficie que permite la descarga directa de agua de
la ingesta a los filtros de cartucho fi, lo que reduciría el CAPEX
pretratamiento a 0. Si se supone que no sería cero ahorros en OPEX
para el uso de una ingesta subsuelo, entonces el costo ingesta
máxima que CAPEX
podría ser inducida sin aumentar el coste global de la producción de
agua
sería $ 25 millones de dólares para el escenario 1 y $ 35 millones de
dólares para el escenario 2. La gama de posibles ahorros OPEX
mediante una ingesta subsuelo
4400
segundo100
segundo100
segundo100
segundo100
113.040
segundo100
segundo100
segundo100
segundo100
1900
segundo100
segundo100
segundo100
segundo100
tanto como 86% de la instalación CAPEX global sin aumentar el
995.310
3270
8540
la
sistema era 0 a 30%. El OPEX
considerada
13,63011,000 análisis o duración del ciclo
de vida ciones de 10, 20 y 30 años. Este
ejercicio es significativo porque hay una
amplia variación en el tipo de ingesta
del subsuelo que se puede utilizar para
una especí fi sitio c, lo que provoca la
variación extrema en el costo de
construcción de admisión. Un análisis
de los números de muestra que una
gran inversión CAPEX ción en la
construcción de un sistema de admisión
debajo de la superficie se puede hacer
sin aumentar el coste global de agua.
Teniendo en cuenta el caso 2 con una
Período de funcionamiento de 30 años, el
costo de la utilización de una ingesta
subsuelo podría ser
El agua de mar SDI fue durante 5 minutos en lugar de 15 min.
ción en los impactos ambientales.
48
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
Tabla 6
Costos CAPEX de la planta SWRO típico con una capacidad de 100.000 m3/ día, incluyendo pretratamiento [79,80].
Sistemas
Ingesta, estación de bombeo y emisario
Sistema de pretratamiento
-Membranas (MF / UF)
-Sin membranas
La ósmosis inversa parte total de
-Las membranas (sin vasos)
-La ósmosis inversa sin membranas
Planta de potabilización
Beber agua y bombeo de almacenamiento
Recolección y tratamiento de aguas residuales
Equipo mecánico y sin membranas
Andamios
Trabajo civil
Trabajos eléctricos
I. & C. Obras
Total
Contingencias (5%)
El agua de mar total de la planta RO
Costo de capital anual (anualidad)
Coste del sistema
(USD)
30000000
25000000
25000000
80000000
8000000
72000000
10000000
10000000
5000000
152000000
7000000
16000000
15000000
7000000
205000000
10250000
215 250 000
USD / año
16838301
3
Particiones Costo (%)
Especificosto c (USD / m /día)
13.9
11.6
11.6
37.5
3.7
33.4
4.6
4.6
2.3
70.6
3.3
7.4
7.0
3.3
300.0
250.00
250.0
800.0
80.0
720.0
100.0
100.0
50.0
1520.0
70.0
160.0
150.0
70.0
2050.0
102.5
2152.5
USD / año
0.46
4.8
100.0
Información suplementaria
Isobárico ERD
Notas: capacidad neta planta SWRO = 100.000
m3/día. Tipo de pretratamiento = gravedad
filtros.
Tipo de potabilización = cal /
CO2.Tipo de ingesta = abierta.
Curso de la vida de la planta =
25 años. Tasa de interés = 6% /
año.
Otra consideración económica es la ubicación de la planta de
RO en la proximidad de un sitio aceptable en el que una ingesta
subsuelo podría desarrollarse frente a la utilización una ingesta alta
mar en un catión lo- más proximal al sistema de distribución. En
los lugares donde la calidad del agua de mar es un reto, una
considerablemente mayor distancia de transmisión de agua puede
ser rentable para localizar la planta en un lugar donde el
tratamiento cuesta OPEX sería más favorable, especialmente
cuando el costo reducción por metro cúbico es mayor que 20% .
6. Discusión
Es una creencia errónea común que los sistemas de admisión
subsuelo están limitados para uso sólo en sistemas SWRO capacidad
moderadas y pequeñas [86,87].
Greenlee et al. [88] declaró: "Hoy en día, como las plantas de
ósmosis inversa más y más grandes están diseñados, pozos de
playa no siempre proporciona suficiente agua y tomas de mar
abierto son la única opción de fuente de alimentación". Si bien estos
autores pueden ser correctas en relación con los pozos de playa y
sus limitaciones en el rendimiento y los números, los pozos de
playa no son la opción ingesta única subsuelo disponible. Pozos
colectores horizontales y radiales tienen el potencial de rendimiento
muy grandes cantidades de agua para satisfacer las necesidades de
un gran gama de capacidades de la planta de ósmosis inversa. Playa y
los fondos marinos sistemas galería tener la capacidad de acuerdo
con las circunstancias geológicas favorables para cumplir con el
requisitos de prácticamente cualquier sistema de SWRO capacidad.
Sistemas de admisión del subsuelo son en gran parte un diseño
modular, en el que la capacidad se puede aumentar mediante la
construcción de pozos o galerías adicionales. Por lo tanto modular
diseños tienden a ser más flexible, pero tienen un
Tabla 7
Economía de tomas subsuperficiales que muestran el costo de capital cantidad que puede ser gastado en una ingesta subsuelo versos una ingesta alta mar y no tener un impacto en
el costo total del ciclo de vida basado en el ahorro OPEX.
Tipo de intakeOpen
océano
consumo
Análisis de la ingesta subsuelo detallada
Período de funcionamiento (en años)
% De ahorro potencial en costos de operación para
subsuperficial
Costos
de operación ($ / m3)
Costos CAPEX
Costos OPEX anual⁎
Costo total OPEX a lo largo del período de funcionamiento
Costo de capital anual ⁎⁎
10 años
10 años
0%
1
1
215 250 000 215 250 000
36500000
36500000
365 000 000 365 000 000
29245578
29245578
0
0
0
0
OPEX ahorro de costes
OPEX anual de ahorro de costes
Anual de amortización costo de capital + OPEX anual de
Costo
Principal
ahorro
de costes ⁎⁎
El costo de capital que se puede añadir a la ingesta del
subsuelo
Caso
1 (25000000): 10 años de funcionamiento
Caso 2 (35000000): 10 años de funcionamiento
Caso 1 (25000000): 20 años de funcionamiento
Caso 2 (35000000): 20 años de funcionamiento
Caso 1 (25000000): 30 años de funcionamiento
Caso 2 (35000000): 30 años de funcionamiento
18.250.000
1825000
31070578
215 250 000 215 250 000 228 682 159
0
13432159
25000000
38432159
35000000
48432159
25000000
45932606
35000000
55932606
25000000
50120817
35000000
60120817
5%
0.95
10%
0.9
15%
0.85
20%
0.8
34675000
32850000
31025000
29200000
346 750 000 328 500 000 310 250 000 292000000
36500000
3650000
32895578
242 114 318
26864318
51864318
61864318
66865212
76865212
75241634
85241634
Capacidad de la planta = 100000 (m3/ día), la tasa de interés = 6% por año, costo de operación = 1 ($ / m3).
*Costos OPEX anual = capacidad de la planta *costo de operacion *no. de días de operación.
54750000
5.475.000
34720578
255 546 477
40296477
65296477
75296477
87797819
97797819
100362451
110 362 451
73000000
7300000
36545578
268 978 635
53728635
78728635
88728635
108 730 425
118 730 425
125 483 267
135 483 267
25%
0.75
30%
0.7
27375000
25550000
273 750 000 255 500 000
91.250.000
9,125,000
38370578
282 410 794
67160794
92160794
102 160 794
129 663 031
139663031
150 604 084
160 604 084
109 500 000
10950000
40195578
295 842 953
80592953
105 592 953
115 592 953
150 595 637
160 595 637
175 724 901
185 724 901
\
y
⁎⁎ Costo de capital anual (costo de la
o
, Donde P = monto de capital (Capital), i = tasa de interés, y n = número de años.
nort
anualidad) = P i þ 1 þyo
Þ
re
e
-1
Límite de capacidad
(m3/re)
segundo250000
segundo250000
segundo500000
Mejora de la calidad del agua
Limitaciones técnicas
Madurez de la tecnología
Mayor
No probado
No probado
La geología local, requisito gran capacidad
La geología local, requisito gran capacidad
La geología local, la estabilidad de la playa, de
gran capacidad
requisito
Maduro
Inmaduro
Solicitudes de admisión Maduras no de
agua de mar
Los pozos horizontales
Desconocido
Pruebas mínimas
Inmaduro
Galerías de los fondos
marinos Beach
Galerías
Ilimitado
Ilimitado
Mayor
No probado
La geología local, la velocidad de
sedimentación
de los fondos marinos,
la
turbidez del agua
Velocidad de sedimentación en alta mar, la
turbidez delShoreline
agua
Estabilidad
Escribe
Pozos convencionales
Pozos Ángulo
Pozos colectores
radiales
Moderado (un sistema operativo)
Inmaduro
T.M. Missimer et al. / Desalinización 322 (2013) 37-51
49
Tabla 8
Viabilidad comparativo de los tipos de admisión subsuelo.
limitan a los requisitos de capacidad de agua de alimentación que
van desde no más que un rango de 250.000 a 500.000 m3 / día, lo que
equivale a permear capacidades que van de 87.500 a 250.000 m3 / día,
dependiendo de la conversión tasa (salinidad basado de 35 a 50%). La
limitación técnica ciones sobre el uso de cada tipo de admisión se
muestran, que son más comúnmente factores geológicos o una alta
tasa de sedimentación que podría producir fi ltro obstrucción.
Sistemas de admisión así convencionales se han utilizado para la más
larga período de tiempo y debe ser considerada como la tecnología
más madura con éxito demostrado. Radial bien y pozo horizontal
relativamente pequeña economía de escala. Tomas convencionales,
por el contrario, tienen una relativamente grande economía de escala
con respecto a los costos de la construcción. Por ejemplo, aumentando
el tamaño (diámetro) de un tubo de admisión pantalla y submarina
puede alojar el doble de los resultados de fluencia en un costo de
construcción mucho menor por unidad de volumen de la capacidad.
Costos operacionales (por ejemplo, la energía y los costos de químicos)
son más proporcional a la capacidad del sistema. De ahí que para los
sistemas de pequeñas y medianas empresas, las tomas del subsuelo
pueden proporcionar tanto CAPEX y OPEX ahorros. Para sistemas
grandes, los ficios e fi cios son predominantemente en los costos de
OPEX.
Un análisis económico del ciclo de vida preliminar llevada a
cabo muestra que el aumento del costo de capital de la utilización
de un sistema de admisión del subsuelo es compensado por una
reducción en el costo de capital del tren de tratamiento previo
(reducido número de procesos) y la reducción de los costos de
operación hacen subsuelo in- tarda bastante atractivo. Hay una
serie de especí fi cas ahorro de costes en las operaciones que
incluyen la eliminación de viajar operación de las pantallas, la
eliminación de la eliminación de los residuos sólidos de los
desechos marinos, como peces, jalea fi sh, y algas, la reducción o
eliminación del uso de productos químicos, reducción o
eliminación de los eléctricos y los costos de mantenimiento de los
sistemas de tratamiento pre y posibles aumentos en la tasa de fl ujo
del agua de mar a través de las membranas que resulta en una
mayor productividad.
El análisis económico muestra que los costos de capital para el
uso de una ingesta subsuelo se pueden aumentar hasta en factores
de 54, 75 y 86% para los correspondientes períodos de
funcionamiento de 10, 20, y 30 años utilizando los costes del ciclo
de vida sumadas para estos marcos de tiempo sobre la base de una
gama factor de reducción de coste de 30% para una planta de
SWRO con una capacidad de 100.000 m3 / día. Por lo tanto, desde
un punto de vista puramente económico, se prefiere el uso de
sistemas de admisión del subsuelo sobre un sistema de admisión
de alta mar. Se prevé que la reducción de costos operativos sería
mayor del 15% en casi todos los casos. Además, esta evaluación no
se inclu- yen la eliminación de los impactos ambientales asociados
con pinzamiento mejorado y el arrastre de los organismos marinos
que también se podrían asignar un costo cierto. Este costo incluye
una reducción en los costos de permisos requeridos para demostrar
que una instalación no tiene un impacto significativo o puede
incluir la eliminación de las medidas de mitigación necesarias para
compensar los impactos ambientales.
Otro factor en el uso de la ingesta del subsuelo que ha sido
planteó es el tema de riesgo potencial para los licitadores o los
propietarios de instalaciones en cuanto a la aplicabilidad de un tipo
determinado de admisión a un sitio específico, el riesgo
operacional para el fracaso o sorpresas inesperadas, y la pregunta
proverbial de la madurez de la tecnología. Hay límites en el uso de
tipos de ingesta subsuelo pagarés rentes en función de la geología
local de un sitio y de la capacidad máxima de un tipo basado en los
costos asociados con la operación de un gran número de pozos
(Tabla 8). En general, hay límites sobre el uso de pozos verticales
convencionales, pozos de ángulo, y colector radial pozos para
sistemas SWRO muy grandes. Estas tomas de probabilidades se
Nederlof, D. van der Kooij, la contaminación biológica de las membranas para la
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[5] Asociación WateReuse, Gestión de concentrado de agua de mar, Libro Blanco de
la WateReuse Association, 2011.
los sistemas están funcionando y han demostrado ser exitoso para
el agua de mar in- tomar utilización. La tecnología bien radial es
muy maduro basa en aplicación las asociadas con la ingesta de
agua dulce adyacentes a ríos y arroyos. Tomas de Galería son
relativamente nuevos y la aplicación a la ingesta de SWRO no
puede ser considerado como "tecnología madura", pero el sitio
Fukuoka, Japón ha demostrado ser una demostración bastante
éxito ción de la tecnología. Sin embargo, el concepto de diseño es
análogo al proceso de filtración de arena lenta fi que se ha
utilizado en el tratamiento del agua durante más de un siglo. Una
ventaja fundamental de los sistemas de admisión galería es que
pueden ser utilizados para suministrar virtualmente cualquier
instalación SWRO capacidad.
7. Conclusiones
Objetivos fundamentales para la futura desalinizadora del agua
de mar incluir reducción ciones en la cantidad de energía y
productos químicos, en la huella de carbono, y el coste global de
agua para el consumidor. El uso de in- subsuperficial tener
sistemas, siempre que sea posible, ayuda a lograr estos objetivos.
Subsuperficie ingestas siempre producen un agua de alimentación
de mayor calidad en comparación con con- convencional tomas de
mar abierto. Esta mejora en la calidad del agua cables a la
simplificación de los procesos de pretratamiento necesarios con la
eliminación de muchos o de todos los procesos. El uso de cloro,
coagulantes, y otros productos químicos puede ser eliminado
esencialmente por el uso de sistemas de admisión de cara
subsuperficial. Reducción del uso de productos químicos y el
consumo de energía En el funcionamiento de sistemas de
pretratamiento causa una reducción en la huella de carbono de un
sistema de SWRO y en los impactos ambientales potenciales.
Eliminación del choque y arrastre los impactos sobre el medio
ambiente es también una ventaja añadida de utilizar un sistema
de admisión del subsuelo. Fi- finalmente, el análisis de costes del
ciclo de vida de prácticamente cualquier capacidad, autónomo
Sistema de tratamiento de RO mostrará que el uso de admisión
subsuelo sistemas reduce el costo de desalinización para el
consumidor, a condición de que la tecnología está disponible
localmente para construir el sistema. Si bien no todas las
ubicaciones
de
instalaciones
pueden
utilizar
tomas
subsuperficiales, siempre debe ser una prioridad de una utilidad,
propietario del proyecto, o desarrollador del proyecto para
considerar el uso de un consumo bajo la superficie y proporcionar
los oferentes de licitación con información técnica su fi ciente en
relación con el subsuelo o en alta mar las condiciones para
permitir una ingesta subsuelo que se haga una oferta sin grandes
riesgos.
Expresiones de gratitud
Financiación de la investigación para este artículo fue
proporcionada por el Rey Abdullah Universidad de Ciencia y
Tecnología y la desalinización del agua y Reciclar Center. Muchas de
las figuras de texto se redactaron por Gina Lipor.
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