Procedimiento de producción de agua dulce, aparato de producción de agua dulce, procedimiento para desalinizar agua marina en agua dulce, y aparato para desalinizar agua marina en agua dulce.

Un procedimiento de desalinización de agua marina para desalinizar agua marina por medio de filtración usando un primer dispositivo de membrana de osmosis inversa (23),

caracterizado porque el procedimiento comprende

realizar una etapa de tratamiento de aguas residuales para producir agua tratada biológicamente tratando biológicamente aguas residuales orgánicas, producir un permeado filtrando el agua tratada biológicamente usando un clarificador (22) que tiene al menos uno de una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración de arena, y producir un permeado que es de agua purificada y agua concentrada filtrando el permeado usando un segundo dispositivo de membrana de osmosis inversa (33), y una etapa de mezclado para mezclar, como agua diluente, agua tratada biológicamente producida tratando biológicamente aguas residuales orgánicas en el agua marina para producir agua mezclada, y una etapa de procesamiento de agua mezclada para suministrar el agua mezclada producida por la etapa de mezclado al primer dispositivo de membrana de osmosis inversa (23), en el que el agua mezclada se filtra, desalinizando de este modo el agua marina, en el que el agua tratada biológicamente usada como el agua diluente en la etapa de mezclado es el agua concentrada.

Procedimiento de producción de agua dulce, aparato de producción de agua dulce, procedimiento para desalinizar agua marina en agua dulce, y aparato para desalinizar agua marina en agua dulce.

CAMPO DE LA INVENCIÓN.

La presente invención se refiere a un procedimiento y un aparato para desalinizar agua marina por medio de filtración usando un aparato de filtración de osmosis inversa, y se describen adicionalmente un procedimiento y un aparato para generar agua dulce por medio de filtración de membrana de osmosis inversa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En los últimos años, ha surgido el problema de que la lluvia cae localmente o en un corto período de tiempo debido al calentamiento global o similar, y, por lo tanto, los recursos hídricos se distribuyen geográfica o temporalmente de forma desigual, o que la capacidad de retención del agua de un área montañosa se reduce debido al declive en la industria forestal o la deforestación, lo que conlleva dificultar una garantía estable de los recursos hídricos.

Para asegurar de forma estable los recursos hídricos, se ha propuesto la desalación de agua marina mediante un proceso de filtración usando una membrana de osmosis inversa, por ejemplo, en zonas de primera línea de playa (por ejemplo, el Documento de Patente 1) . Se encuentra otro ejemplo en el documento US 6 379 546.

REFERENCIA DE LA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTE

Documento de Patente 1: Solicitud de Patente Japonesa abierta a consulta por el público Nº 2008-55317

DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMAS A RESOLVER POR LA INVENCIÓN

Sin embargo, una técnica convencional para desalar agua marina tiene el problema de que la filtración del agua marina por una membrana de osmosis inversa requiere agua marina que se presurizará y se suministrará a presión a una unidad de membrana de osmosis inversa por una bomba o similar, y, por lo tanto, cuanto mayor es la concentración de sal (salinidad) del agua marina, mayor es la energía requerida.

En consideración con el problema anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento y un aparato para desalar agua marina que es capaz de producir de forma eficiente agua purificada, tal como agua dulce, a partir de agua no purificada, tal como agua marina, y adicionalmente se describe un procedimiento y un aparato para generar agua dulce.

MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

Se describe un procedimiento generador de agua dulce para generar agua dulce por medio de filtración de membrana de osmosis inversa, que incluye mezclar agua marina con agua de baja concentración de sal que tiene una concentración de sal menor que el agua marina para producir agua mezclada, y someter el agua mezclada preparada por el mezclado a filtración de membrana de osmosis inversa, generando así agua dulce.

Se describe adicionalmente un aparato generador de agua dulce para generar agua dulce por medio de filtración de membrana de osmosis inversa, que se configura de tal forma que el agua marina se mezcla con el agua con baja concentración de sal que tiene una concentración de sal menor que el agua marina para producir agua mezclada, y el agua mezclada producida por la mezcla se somete a filtración de membrana de osmosis inversa, generando así agua dulce.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un procedimiento de desalinización de agua marina para desalinizar agua marina por medio de filtración usando un dispositivo de membrana de osmosis inversa, cuyo procedimiento comprende realizar una etapa de mezclado para mezclar, como agua diluente, agua tratada biológicamente producida tratando biológicamente aguas residuales orgánicas en el agua marina para producir agua mezclada, y una etapa de procesamiento de agua mezclada para suministrar el agua mezclada producida por la etapa de mezclado al dispositivo de membrana de osmosis inversa, en el que el agua mezclada se filtra, desalinizando de este modo el agua marina.

De acuerdo con el procedimiento de desalinización de agua marina, el agua mezclada producida mezclando, como agua diluente, agua tratada biológicamente que tiene una concentración de sal menor que el agua marina en el agua marina se suministra al dispositivo de membrana de osmosis inversa, en el que el agua mezclada se filtra. Por lo tanto, la presión para suministrar a presión el agua mezclada al dispositivo de membrana de osmosis inversa puede ser menor que la presión para suministrar a presión agua marina. Así, puede ahorrarse una cantidad de energía requerida para suministrar a presión por cantidad unitaria de agua dulce producida. Además, puede aumentar el flujo de permeado de una membrana de un dispositivo de membrana de osmosis inversa y, por lo tanto, puede aumentar el caudal de filtración. Además, la carga a la membrana (carga química debida a la sal en el agua salada, y carga física debida a la presión) puede reducirse y, por lo tanto, la vida operativa de la membrana puede prolongarse. Aún adicionalmente, el agua tratada biológicamente puede utilizarse de forma eficaz.

En el procedimiento de desalinización de agua marina que usa el agua tratada biológicamente, se realiza una etapa de tratamiento de aguas residuales para producir agua tratada biológicamente tratando biológicamente aguas residuales orgánicas, produciendo un permeado filtrando el agua tratada biológicamente usando un clarificador que tiene al menos uno de una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración de arena, y produciendo un permeado que es de agua purificada y agua concentrada filtrando el permeado usando un dispositivo de membrana de osmosis inversa, en el que el agua tratada biológicamente usada como el agua diluente en la etapa de mezclado es el agua concentrada.

De acuerdo con el procedimiento de desalinización de agua marina anterior, el agua purificada puede recuperarse en la etapa de tratamiento de aguas residuales para permitir producir un efecto ventajoso de recuperar de forma más eficiente agua purificada.

En el procedimiento de desalinización de agua marina que incluye la etapa de tratamiento de aguas residuales, es preferible realizar una filtración con el clarificador instalado como una membrana sumergida bajo el nivel de líquido de un depósito de tratamiento biológico para el tratamiento biológico, en la etapa de tratamiento de aguas residuales.

De acuerdo con el procedimiento de desalinización de agua marina, en el caso de usar lodo activado en el tratamiento biológico, únicamente el filtrado que contiene poca cantidad de lodo activado puede producirse a partir de agua tratada biológicamente que contiene lodo activado a través de la membrana sumergida, lo que es ventajoso puesto que la concentración de especies biológicas en el depósito de tratamiento biológico puede aumentarse fácilmente y, por lo tanto, el volumen del depósito de tratamiento biológico puede reducirse. Además, en comparación con la disposición en la que el clarificador se instala fuera del depósito de tratamiento biológico, existen efectos ventajosos puesto que el sistema o dispositivo usado en el procedimiento de desalinización de agua marina puede reducirse adicionalmente de tamaño y puede omitirse un paso para el regreso del lodo concentrado en el clarificador al depósito de tratamiento biológico.

Aún además, en el procedimiento de desalinización de agua marina que usa el agua tratada biológicamente, el agua mezclada se filtra usando un clarificador que tiene al menos uno de una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración de arena, antes de la filtración usando el dispositivo de membrana de osmosis inversa, en la etapa de tratamiento de agua mezclada.

De acuerdo con el procedimiento de desalinización de agua marina anterior, la materia sólida orgánica puede suprimirse de la adhesión a la superficie de la membrana del dispositivo de membrana de osmosis inversa, lo que produce un efecto ventajoso de producir agua dulce con una eficiencia superior. También hay un efecto ventajoso de que puede producirse el agua dulce con un grado de pureza superior.

En el procedimiento de desalinización de agua marina que incluye la filtración del agua mezclada que usa el clarificador antes de la filtración usando el dispositivo de membrana de osmosis inversa en la etapa de tratamiento de agua mezclada, es preferible tratar biológicamente el agua mezclada antes de la filtración del agua mezclada usando el clarificador en la etapa de tratamiento de agua mezclada.

De acuerdo con el procedimiento de desalinización de agua marina anterior, la concentración de materia orgánica disoluble en... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de desalinización de agua marina para desalinizar agua marina por medio de filtración usando un primer dispositivo de membrana de osmosis inversa (23) , caracterizado porque el procedimiento comprende

realizar una etapa de tratamiento de aguas residuales para producir agua tratada biológicamente tratando biológicamente aguas residuales orgánicas, producir un permeado filtrando el agua tratada biológicamente usando un clarificador (22) que tiene al menos uno de una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración de arena, y producir un permeado que es de agua purificada y agua concentrada filtrando el permeado usando un segundo dispositivo de membrana de osmosis inversa (33) , y una etapa de mezclado para mezclar, como agua diluente, agua tratada biológicamente producida tratando biológicamente aguas residuales orgánicas en el agua marina para producir agua mezclada, y una etapa de procesamiento de agua mezclada para suministrar el agua mezclada producida por la etapa de mezclado al primer dispositivo de membrana de osmosis inversa (23) , en el que el agua mezclada se filtra, desalinizando de este modo el agua marina, en el que el agua tratada biológicamente usada como el agua diluente en la etapa de mezclado es el agua concentrada.

2. Un procedimiento de desalinización de agua marina de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la filtración con el clarificador (22) instalado como una membrana sumergida bajo el nivel de líquido de un depósito de tratamiento biológico (21) para el tratamiento biológico se realiza en la etapa de tratamiento de aguas residuales.

3. Un procedimiento de desalinización de agua marina de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el agua mezclada se filtra usando un clarificador (22) que tiene al menos uno de una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración y un medio de filtración de arena, antes de la filtración usando el dispositivo de membrana de osmosis inversa (23) , en la etapa de tratamiento de agua mezclada.

4. Un procedimiento de desalinización de agua marina de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el agua mezclada se trata biológicamente antes de la filtración del agua mezclada usando el clarificador (22) , en la etapa de tratamiento de agua mezclada.

5. Un procedimiento de desalinización de agua marina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la relación de volumen de mezclado de agua diluente con respecto a agua marina es 0, 1 o más cuando el agua marina = 1, en la etapa de mezclado.

6. Un procedimiento de desalinización de agua marina de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el agua marina se filtra usando un clarificador y el agua marina sometida a filtración se mezcla con agua diluente en la etapa de mezclado.

7. Un aparato de desalinización de agua marina (1) para desalinizar agua marina por medio de filtración usando un primer dispositivo de membrana de osmosis inversa, caracterizado porque el aparato comprende

una parte de tratamiento biológico (3) para tratar biológicamente aguas residuales orgánicas, una parte de tratamiento de agua mezclada (2) que mezcla, como agua diluente, agua tratada biológicamente, que se produce tratando biológicamente aguas residuales orgánicas, en el agua marina para producir agua mezclada, y suministra el agua mezclada producida por el mezclado al primer dispositivo de membrana de osmosis inversa (23) , en el que el agua mezclada se filtra, la parte de tratamiento biológico incluye un depósito de tratamiento biológico (21) para tratar biológicamente aguas residuales orgánicas para producir agua tratada biológicamente, un clarificador (22) que tiene al menos uno de una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración, y un medio de filtración de arena y filtra el agua tratada biológicamente producida por el depósito de tratamiento biológico (21) para producir un permeado y agua concentrada, y un segundo dispositivo de membrana de osmosis inversa (33) que filtra el agua tratada biológicamente que es un permeado producido por el clarificador para producir agua purificada que es un permeado y agua tratada biológicamente que es agua concentrada, y el aparato se configura de tal forma que el agua tratada biológicamente que es agua concentrada producida por la filtración usando el segundo dispositivo de membrana de osmosis (33) se transfiere, como agua diluente, a la parte de tratamiento de agua mezclada.