Procedimiento de generación de agua dulce y procedimiento de desalación de agua de mar.

Un procedimiento de desalación de agua de mar para desalar agua de mar (200A) por medio de una filtración que usa un dispositivo de membrana de ósmosis inversa

(223), comprendiendo el procedimiento:

realización de una etapa de tratamiento de aguas residuales consistente en someter aguas residuales inorgánicas (200B) a una precipitación y una separación para producir agua tratada por sedimentación que es agua sobrenadante, filtración del agua tratada por sedimentación usando un clarificador (232) que tiene al menos uno entre un medio de filtración en arena, una membrana de microfiltración y una membrana de ultrafiltración para producir permeado y filtración del permeado usando un segundo dispositivo de membrana de ósmosis inversa (233) para producir un permeado que es un agua purificada (200E) y un agua concentrada (200D),

estando el procedimiento caracterizado por

una etapa de mezclado para mezclar el agua concentrada (200D), como agua de dilución, en el agua de mar (200A) para producir agua mezclada, y una etapa de tratamiento del agua mezclada consistente en introducir el agua mezclada producida por la etapa de mezclado en un primer dispositivo de membrana de ósmosis inversa (223) en el que se filtra el agua mezclada, desalando así el agua de mar (200A).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12179652.

Solicitante: Kobelco Eco-solutions Co., Ltd.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1-4-78, Wakinohama-cho Chuo-ku Kobe-shi Hyogo 651-0072 JAPON.

Inventor/es: ITO,YUTAKA, MOTOJIMA,KATSUHIDE, UEMATSU,KAZUYA, NOSHITA,MASANOBU, TAKATA,KAZUTAKA, SHIMADA,MITSUSHIGE, MANABE,MEGUMI, MIYAOKA,NOBORU, TAKESAKA,KENJI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto > C02F11/04 (Tratamiento anaerobio; Producción del metano por tales procesos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/76 (por medio de halógenos o compuestos halogenados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/78 (por medio de ozono)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Accesorios u operaciones auxiliares, en general,... > B01D65/08 (Prevención del ensuciamiento de la membrana o de la polarización por concentración)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/14 (Ultrafiltración; Microfiltración)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/52 (por floculación o precipitación de las impurezas en suspensión)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/32 (procedente de la industria alimentaria, p. ej. aguas residuales de industrias cerveceras)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento biológico del agua, agua residual o... > C02F3/12 (Procesos por fangos activados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/44 (por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento biológico del agua, agua residual o... > C02F3/10 (Embalajes; Cargas; Rejillas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/72 (por oxidación)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/06 (Recuperación de energía)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/66 (por neutralización; Ajuste del pH (para desgasificar C02F 1/20; utilizando intercambiadores de iones C02F 1/42; para floculación o precipitación de impurezas en suspensión C02F 1/52; para eliminar compuestos disueltos C02F 1/58))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/04 (Pretratamiento de la corriente de alimentación)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/02 (Osmosis inversa; Hiperfiltración)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto > C02F11/06 (por oxidación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/08 (Agua marina, p. ej. para desalinización)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/58 (Procedimientos con varias etapas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Desendurecimiento del agua; Prevención de las incrustaciones;... > C02F5/10 (utilizando sustancias orgánicas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto > C02F11/12 (por deshidratación, secado o espesamiento)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla... > C02F1/70 (por reducción)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Desendurecimiento del agua; Prevención de las incrustaciones;... > C02F5/08 (Tratamiento del agua con productos químicos complejantes o agentes solubilizantes para el desendurecimiento, prevención o eliminación de las incrustaciones, p. ej. por adición de agentes secuestrantes)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/28 (procedente de la industria papelera o celulósica)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/36 (procedente de la fabricación de compuestos orgánicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas... > C02F103/34 (procedente de la industria química no prevista en los grupos C02F 103/12 - C02F 103/32)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de generación de agua dulce y procedimiento de desalación de agua de mar

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de desalación de agua de mar mediante filtración que usa un aparato de filtración por ósmosis inversa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En los últimos años, se ha producido el problema de que la lluvia cae localmente o en un breve periodo de tiempo debido al calentamiento global o hechos similares y, por lo tanto, los recursos hídricos se distribuyen de forma desigual geográfica o temporalmente, o de que se reduce la capacidad de reserva de agua de las áreas montañosas debido al declive de la industria forestal o a la deforestación, lo cual se traduce en dificultades para garantizar de manera estable los recursos hídricos.

Con el fin de garantizar de manera estable los recursos hídricos, se ha propuesto desalar el agua de mar mediante un proceso de filtración que usa una membrana de ósmosis inversa, por ejemplo, en zonas del frente 20 marítimo (por ejemplo, solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público nº 2008-55.317) . El documento US-6.113.797-A desvela un proceso de alta recuperación de alta presión en dos fases que usa dos sistemas de membranas de ósmosis para la recuperación a partir de agua contaminada que contiene incrustaciones inorgánicas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMAS QUE SE RESOLVERÁN MEDIANTE LA INVENCIÓN

Sin embargo, una técnica convencional para desalar agua de mar plantea el problema de que la filtración de agua de mar por una membrana de ósmosis inversa requiere que el agua de mar sea presurizada y suministrada a presión a una unidad de membrana de ósmosis inversa por una bomba o similar, y por tanto cuanto mayor es la concentración de sal (salinidad) de agua de mar, más alta es la energía requerida.

A la luz del problema anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de desalación de agua de mar que sea capaz de producir eficientemente agua purificada, como por ejemplo agua dulce, a partir de agua no purificada, tal como agua de mar.

MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

En la presente memoria descriptiva se describe (no según la invención) un procedimiento de generación de agua dulce para generar agua dulce mediante filtración con membrana de ósmosis inversa, que incluye el mezclado de agua de mar con agua con baja concentración de sal que tiene una concentración de sal menor que el agua de mar para producir agua mezclada y someter el agua mezclada preparada mediante el mezclado a filtración con membrana de ósmosis inversa, con lo que se genera agua dulce.

En la presente memoria descriptiva se describe además (no según la invención) un aparato de generación de agua dulce para generar agua dulce mediante filtración con membrana de ósmosis inversa, que está configurada de manera que el agua de mar se mezcla con agua con baja concentración de sal que tiene una concentración de sal menor que el agua de mar para producir agua mezclada, y el agua mezclada producida por el mezclado se somete a filtración con membrana de ósmosis inversa, con lo que se genera agua dulce.

En la presente memoria descriptiva se describe además (no según la invención) un procedimiento de desalación de agua de mar para desalar agua de mar mediante filtración usando un dispositivo de membrana de ósmosis inversa, comprendiendo el procedimiento la realización de una etapa de mezclado para mezclar, como agua de dilución, el agua tratada biológicamente producida por tratamiento biológico de aguas residuales orgánicas 55 en agua de mar para producir agua mezclada, y una etapa de procesamiento de agua mezclada consistente en introducir el agua mezclada producida por la etapa de mezclado en el dispositivo de membrana de ósmosis inversa, en el que se filtra el agua mezclada, desalando así el agua de mar.

En la presente memoria descriptiva se describe además (no según la invención) un procedimiento de

desalación de agua de mar según el cual se suministra el agua mezclada producida por mezclado, como agua de dilución, del agua tratada biológicamente que tiene una concentración de sal menor que el agua de mar en agua de mar en el dispositivo de membrana de ósmosis inversa, en el que se filtra el agua mezclada. En consecuencia, la presión para suministrar a presión el agua mezclada en el dispositivo de membrana de ósmosis inversa puede ser 5 menor que la presión para suministrar a presión el agua de mar. Así, puede ahorrarse una cierta cantidad de energía requerida para suministrar a presión por cantidad unitaria de agua dulce producida. Además, puede incrementarse el flujo de permeado de una membrana de un dispositivo de membrana de ósmosis inversa, y de este modo puede incrementarse la velocidad de flujo de filtración. Además, puede reducirse la carga en la membrana (carga química debida a la sal del agua salada, y carga física debida a la presión) y de este modo puede prolongarse el tiempo de vida de la membrana. Por otra parte, el agua tratada biológicamente puede tratarse de manera eficaz.

En el procedimiento de desalación de agua de mar que usa el agua tratada biológicamente, es preferible realizar una etapa de tratamiento de aguas residuales para producir agua tratada biológicamente mediante el tratamiento biológico de aguas residuales orgánicas, produciendo el permeado mediante filtración del agua tratada biológicamente usando un clarificador que tiene al menos una entre una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración en arena, y produciendo un permeado que es agua purificada y agua concentrada mediante filtración del permeado usando un dispositivo de membrana de ósmosis inversa, en el que el agua tratada biológicamente usada como agua de dilución en la etapa de mezclado es el agua concentrada.

Según el procedimiento de desalación de agua de mar anterior, el agua purificada puede recuperarse en la etapa de tratamiento de aguas residuales para facilitar la producción de un efecto ventajoso de recuperación más eficaz del agua purificada.

En el procedimiento de desalación de agua de mar que incluye la etapa de tratamiento de aguas residuales, es preferible realizar la filtración con el clarificador instalado como una membrana sumergida por debajo del nivel de líquido de un tanque de tratamiento biológico para el tratamiento biológico, en la etapa de tratamiento de aguas residuales.

Según el procedimiento de desalación de agua de mar, en el caso en el que se usen lodos activados en el tratamiento biológico, sólo puede producirse un filtrado que contenga pocos lodos activados a partir de un agua tratada biológicamente que contenga lodos activados a través de la membrana sumergida, lo que resulta ventajoso porque la concentración de especies biológicas en el tanque de tratamiento biológico puede incrementarse fácilmente y de este modo puede reducirse el volumen del tanque de tratamiento biológico. Además, en comparación con la disposición en la que el clarificador está instalado fuera del tanque de tratamiento biológico, existen efectos ventajosos porque es posible reducir aún más el tamaño del sistema o dispositivo usado en el procedimiento de desalación de agua de mar y puede omitirse un paso para el retorno de los lodos concentrados en el clarificador en el tanque de tratamiento biológico.

Por otra parte, en el procedimiento de desalación de agua de mar que usa el agua tratada biológicamente, es preferible filtrar el agua mezclada usando un clarificador que tenga al menos una entre una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de desalación de agua de mar para desalar agua de mar (200A) por medio de una filtración que usa un dispositivo de membrana de ósmosis inversa (223) , comprendiendo el procedimiento:

realización de una etapa de tratamiento de aguas residuales consistente en someter aguas residuales inorgánicas (200B) a una precipitación y una separación para producir agua tratada por sedimentación que es agua sobrenadante, filtración del agua tratada por sedimentación usando un clarificador (232) que tiene al menos uno entre un medio de filtración en arena, una membrana de microfiltración y una membrana de ultrafiltración para producir permeado y filtración del permeado usando un segundo dispositivo de membrana de ósmosis inversa (233) para producir un permeado que es un agua purificada (200E) y un agua concentrada (200D) , estando el procedimiento caracterizado por una etapa de mezclado para mezclar el agua concentrada (200D) , como agua de dilución, en el agua de mar (200A) para producir agua mezclada, y una etapa de tratamiento del agua mezclada consistente en introducir el agua mezclada producida por la etapa de mezclado en un primer dispositivo de membrana de ósmosis inversa (223) en el que se filtra el agua mezclada, desalando así el agua de mar (200A) .

2. El procedimiento de desalación de agua de mar según la reivindicación 1, en el que el agua mezclada se filtra usando un clarificador (222) que incluye al menos uno entre un medio de filtración en arena, una membrana de microfiltración y una membrana de ultrafiltración, antes de la filtración usando el primer dispositivo de membrana de ósmosis inversa (223) en la etapa de tratamiento del agua mezclada.

3. El procedimiento de desalación de agua de mar según la reivindicación 1 ó 2, en el que la relación de volumen de mezcla entre agua de dilución y agua de mar (200A) es de 0, 1 o más en la etapa de mezclado.

4. El procedimiento de desalación de agua de mar según la reivindicación 1, en el que el agua de mar (200A) se filtra usando un clarificador (210) y el agua de mar filtrada se mezcla con agua de dilución en la etapa de 30 mezclado.