Perfeccionamientos en el objeto de la patente Nº P200600257 y en la patente de adición Nº P200802271 por:

planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, consistentes en incorporar un módulo (25) de tratamiento mediante resinas de intercambio iónico, antes de la primera planta (1) de osmosis inversa o la segunda (9), eliminando los de tratamiento químico; la incorporación de un módulo (27) de compresión mecánica de vapor; o alternativamente uno módulo (26) de electrodiálisis, ubicado tras la segunda planta (9) de osmosis inversa y previamente al módulo (23) de tratamiento térmico; y la incorporación de un módulo (28) de nanofiltración a la salida de las plantas (1) y (9) consistente en un entramado de membranas que separa el agua en dos corrientes, una con iones pequeños (NaCl) y otra con iones grandes retenidos en la membrana (Na2SO4), contando con una válvula (29).

Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: "Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero".

Campo de la invención

El presente certificado de Adición se refiere a unos perfeccionamientos en el objeto de la Patente nº P-200600257, y adición nº P-200802271 relativa a una planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero.

Como queda expresado en la descripción de la patente principal, se trata de una planta cuya finalidad es conseguir agua dulce y potable mediante el desalado o depurado de aguas de distintas procedencias sin generar residuo líquido alguno, integrando para ello procesos de osmosis inversa (OI) o filtración con tratamientos químicos complejos de las salmueras o residuos y con procesos de centrifugación y de alto vacío. Por su parte, los perfeccionamientos aportados a dicha invención mediante el citado certificado de adición se refieren a varios aspectos de la instalación, para optimizar el rendimiento del sistema en su conjunto, ampliando y diversificando el abanico de posibilidades para su utilización, concretamente centrados de forma muy resumida, por una parte, en la sustitución de las cámaras de alto vacío por evaporadores o cristalizadores, recibiendo el rechazo un tratamiento consistente en el paso por un evaporador y a continuación por un cristalizador que podrá ser de uno o más efectos, o por un secadero de spray, o empleando un evaporador de película fina, teniendo como objetivo la obtención de una sal cristalizada sin fase líquida, que sea fácilmente manejable y valorizable, y por otra parte, en la modificación del secadero donde se envían las sales incrustantes, pasando a ser ecológico o un filtro de prensa.

En este segundo certificado de adición, las mejoras propuestas para la planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero tienen como objeto mejorar los rendimientos de producción de agua así como los rendimientos energéticos y la operatividad de la planta para lo cual se centran en los siguientes aspectos concretos:

- Por una parte en la inclusión de un módulo de tratamiento mediante resinas de intercambio iónico.

- Por otra parte, en la inclusión de otro módulo de compresión mecánica de vapor o, alternativamente, un módulo de electrodiálisis.

- Y, finalmente, en la inclusión de un módulo de nanofiltración a la salida de las plantas de osmosis inversa.

Todas estas opciones quedarán ampliamente detalladas más adelante.

Por otra parte, cabe mencionar que el incorporar un módulo de compresión mecánica de vapor supone una realización tan válida o incluso más de la invención, dado que en dicho caso, ya no se hace necesario un tratamiento térmico posterior, consiguiéndose mejorar la eficiencia de la planta, tal como se explicará en detalle más adelante.

Campo de la invención

La invención tiene su campo de aplicación dentro de la industria dedicada a la fabricación de plantas potabilizadoras, desaladoras o depuradoras.

Antecedentes de la invención

Tal como se indica en la patente principal, las plantas desaladoras y depuradoras de aguas existentes en la actualidad presentan una serie de inconvenientes, de los cuales los más importantes son el alto costo económico y energético que se ha de asumir para la obtención del agua desalada o depurada y, por otro lado, la producción de un caudal de rechazo que, según el tipo de tratamiento empleado, puede alcanzar hasta el 50% del volumen total del agua tratada en el proceso. Este rechazo, además, incluye una serie de productos biocidas, anti-incrustantes y anti-espumantes que pueden llegar a ser muy perjudiciales para la flora y fauna del entorno donde se vierta.

Todos estos inconvenientes limitan en gran medida la posibilidad de obtener agua apta para el consumo humano o para la realización de actividades diversas, debiéndose optar por el abastecimiento de agua mediante trasvases o incluso transporte mediante vehículos.

Los tipos más comunes de plantas de desalación existentes en la actualidad emplean, para la obtención de agua, un tratamiento de evaporación del agua, precipitándose de este modo las sales. En estos casos se obtiene un rendimiento muy bajo y altos costos de producción y con un gran consumo de energía. Las plantas de osmosis inversa mejoran los rendimientos (se obtiene hasta un 70% del agua salobre tratada) aunque, sin embargo, el rechazo obtenido posee una cantidad de sales disueltas mucho mayor, de modo que queda muy limitada su ubicación a causa de los perjuicios medioambientales que se pueden provocar al entorno.

Tal y como se indica en la patente principal, mediante la invención que en ella se describe, quedan resueltos en gran medida los problemas que se indican, haciendo de estas plantas desaladoras o depuradoras una opción mucho más atractiva tanto en lo económico como en lo relativo al medioambiente para la obtención de agua apta para el consumo humano.

Explicación de la invención

La planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según el presente certificado, resuelve aún mejor la problemática descrita, gracias a los perfeccionamientos que preconiza, los cuales están basados en la modificación tanto de la disposición como de la configuración de varios módulos de los procesos integrantes de la planta, de modo que se mejoran los rendimientos de producción de agua, así como los rendimientos energéticos y la operatividad de la planta.

Para ello y de forma concreta, dichas mejoras consisten en:

Incorporar a la planta un nuevo módulo de tratamiento mediante resinas de intercambio iónico, el cual se situará antes del primer módulo o planta de osmosis inversa o antes de la segunda planta de osmosis inversa con que está dotada la planta, ya que en ambas posiciones se consiguen ventajas.

Dichas ventajas, es decir, la inclusión del citado módulo de tratamiento mediante resinas de intercambio iónico antes de la osmosis vienen dadas por el hecho de que se ablanda el agua, ya que se eliminan en gran parte las partículas de cal y magnesio presentes, lo cual facilita mucho el proceso posterior, mejorando la operatividad de la planta y reduciendo la posibilidad de aparición de averías.

Cabe señalar que las resinas de intercambio iónico necesitan de una regeneración periódica, con objeto de eliminar las sales acumuladas en ellas para que funcionen correctamente. Para realizar dicha regeneración, se realiza un lavado con salmuera proveniente de algún rechazo del proceso seguido en la planta, cuanto más salobre mejor, dado que de este modo se mejora la eficacia de la regeneración realizada.

Además, la inclusión del citado módulo de tratamiento mediante resinas de intercambio iónico sustituye los anteriores tratamientos químicos, por lo que otra de sus ventajas es que ya no se necesita tratar el agua, consiguiéndose los mismos efectos sin necesidad de usar reactivos. De ello, asimismo, se desprende una disminución de costes de mantenimiento y de contaminantes emitidos, ya que la salmuera necesaria para la regeneración es suministrada por la propia planta.

Siguiendo con la invención, la segunda mejora que aporta el presente certificado de adición consiste en incluir otro nuevo módulo de tratamiento de electrodiálisis, el cual irá situado a la salida de la segunda planta de osmosis inversa y previamente al módulo de tratamiento térmico que sustituye, según las mejoras del primer certificado de adición, a las cámaras de alto vacío.

La electrodiálisis consiste en la aplicación de varias membranas hechas del un material similar al de las resinas, dispuestas en una pila de forma que al hacer pasar corriente eléctrica por el agua, los iones negativos y positivos son forzados a desplazarse hacia sendos polos de la pila, pasando a través de las membranas selectivas los iones y quedando el resto de agua libre de gran parte de las sales que contenía. Se ha observado que un proceso de estas características es particularmente beneficioso para la productividad de la planta, que se ve aumentada en gran medida con un gasto energético muy reducido en comparación con los beneficios obtenidos.

En dicho módulo de tratamiento de electrodiálisis...

1. Perfeccionamientos en el objeto de la Patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, caracterizados por el hecho de que se dispone un módulo (25) de resinas de intercambio iónico el cual podrá estar situado a la entrada del primer módulo (1) de osmosis inversa o a la entrada del segundo módulo (9); en que la regeneración del módulo de resinas de intercambio iónico se realiza con agua con alta concentración de sales proveniente del rechazo de cualquiera de los otros módulos integrantes del sistema.

2. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, caracterizados por el hecho de que se dispone, a la salida del segundo módulo (9) de osmosis inversa y previo al tratamiento térmico (23), de un módulo (26) de electrodiálisis, con el que se elimina gran parte de las sales presentes en el agua, obteniéndose un diluido, con poca cantidad de sal, que volverá a reciclarse para en entre de nuevo en la planta (1 ó 9).

3. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, caracterizados por el hecho de que se dispone, a la salida del segundo módulo (9) de osmosis inversa, de un módulo (27) de compresión mecánica de vapor.

4. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 3, caracterizados por el hecho de que se sustituyen los dos módulos (1 y 9) de osmosis inversa, existentes anteriormente, por un solo módulo (30) de osmosis inversa con capacidad de filtración equivalente a la de ambos módulos sumados.

5. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según las reivindicaciones 3 y 4, caracterizados por el hecho de que el módulo (27) de compresión mecánica de vapor se aplica con intensidad suficiente para obtener agua dulce por un lado y un residuo sólido seco de sales por otro, de forma que se hace innecesario, y se elimina del proceso, el tratamiento térmico (23) y se reduce las necesidades de aporte de calor del proceso.

6. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, caracterizados por el hecho de que, a la salida del tratamiento de los módulos (1 ó 9) de osmosis inversa, se dispone de un módulo (28) de nanofiltración, el cual origina dos corrientes diferenciadas por su contenido en sales las cuales serán tratadas alternativamente.

7. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P 200600257 y en la patente de adición nº P 200802271 por: Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 6, caracterizados por el hecho de que cada corriente originada en el módulo (28) de nanofiltración es almacenada en un depósito (31 y 32) cuya apertura está controlada por una electroválvula o dispositivo similar (29) de forma que se permita el paso alternativo de cada corriente.