Proceso de tratamiento de agua salada o salobre que reduce la salinidad de los vertidos para hacerlos compatibles con el medio receptor consiguiendo productos químicos.

La presente invención tiene su aplicación en el sector de la industria de la construcción e instalación de plantas de tratamiento de agua con elevado contenido salino, determinando un procedimiento fisicoquímico para reducir la salinidad del vertido, en este proceso conseguimos diversos productos químicos comerciales.

El tratamiento consta de varias fases, según figura 1. En la fase 1 se trata el agua inicial con varios reactivos obteniendo yeso sintético y cloro gas. En la fase 1a obtenemos hidróxido de magnesio y en la fase 2 obtenemos yeso sintético y agua con bajo contenido en sales cuyo vertido puede ser realizado a algún medio receptor u otros usos.

Tiene una aplicación directa en la reducción de sales del agua de rechazo procedente de instalaciones desaladoras.

Proceso de tratamiento de agua salada o salobre que reduce la salinidad de los vertidos para hacerlos compatibles con el medio receptor consiguiendo productos químicos.

Objeto de la invención

La presente invención tiene su aplicación en el sector de la industria de la construcción e instalación de plantas de tratamiento de agua con elevado contenido salino (salobres), y determina un procedimiento para reducir la salinidad del vertido mediante un proceso fisicoquímico que lo hace compatible con el medio receptor, a la vez que conseguimos diversos productos químicos.

Concretamente, tiene una aplicación directa en la eliminación de las sales del agua de rechazo procedente de las instalaciones desaladoras.

Antecedentes de la técnica

Ante el déficit de agua en España y las necesidades crecientes de la misma, se están desarrollando nuevos sistemas de obtención de agua potable, especialmente la técnica de la desalación de agua de mar.

En los últimos años, se han desarrollado diversas tecnologías de tratamiento de agua salada o salobre, quedando sin dar solución al agua de rechazo procedente de las técnicas de desalación.

Entre las técnicas más avanzadas de desalación o tratamiento de agua que producen agua de rechazo actualmente tenemos la electrodiálisis, la ósmosis inversa, la nanofiltración, la ultrafiltración, etc.

Es conocido que la producción de agua de rechazo en la desalación por ósmosis inversa es similar a la producción de agua desalada generada, es decir, por cada m³ de agua producido con la desalación se genera 1 m³ de agua de rechazo.

De los datos actualizados del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino español, dentro del programa A.G.U.A., se deduce que en el litoral mediterráneo cuando estén todas las plantas planificadas en servicio y a pleno rendimiento, se obtendrán más de 600 Hm³/año de agua desalada total, cantidad que es similar al agua de rechazo que se verterá al mar, con una concentración de sales muy superior a la habitual del medio marino. Esto, realizado de forma continua, provocará en el litoral un grave perjuicio para el medio ambiente con repercusiones irreversibles para el hábitat marino.

Se están utilizando algunas técnicas de eliminación de este agua de rechazo, como el vertido directo a ríos próximos, ramblas, lagos artificiales, enterramiento a grandes profundidades, salinas de secado, pero ninguna de ellas da la solución adecuada que evite la contaminación y el efecto negativo al medio ambiente.

Actualmente, se ha generalizado el método de dilución, que es una solución relativa de gran coste energético, y consiste en mezclar, en proporciones muy elevadas, de 1 a 4 ó 5 en volumen, agua de rechazo y agua de mar, inyectando posteriormente en el mar la mezcla con inclinación óptima y presión adecuadas para producir una buena dilución, de tal forma que afecte lo menos posible al medio marino. Esta técnica vierte la mezcla a una distancia próxima a la costa y como no se ha disminuido en realidad la cantidad de sales existentes, se puede perjudicar a la flora y fauna marinas.

Es un hecho de que entre otros seres vivos del Mediterráneo, se encuentra la fanerógama Posidonia Oceánica, que forma praderas, creando uno de los ecosistemas más importantes en la ecología y economía del litoral mediterráneo. Según datos de centros especializados homologados de investigación, aproximadamente la superficie de las praderas de Posidonia Oceánica en el mediterráneo es de, aproximadamente, 4 millones de ha, la extensión y densidad de las praderas dependen de las características físicas y medioambientales del medio donde se establecen.

Es bueno destacar la importancia ecológica de las praderas de Posidonia Oceánica, pues son el principal productor de oxígeno del mar, pueden generar de 4 a 20 l/m²/día, según las fuentes ya citadas. La producción media de oxígeno es de 14 l/m²/día. Con estos datos, la producción media diaria de oxígeno en el Mar Mediterráneo estaría por encima del medio millón de Hm³.

En la actualidad, los ecosistemas formados por las praderas de Posidonia han sufrido una regresión del 50% respecto a los datos estimados de hace 40-50 años. Según fuentes de estudios de centros normalizados, la regresión media anual está entre un 3% y un 5%, significa que en una década llegaríamos a una pérdida del 50% de la superficie actual, es decir: perderíamos 2 millones de ha de superficie de pradera en el caso de mantener las condiciones actuales de afección contaminante al medio marino.

Las condiciones ideales para el desarrollo de una pradera de Posidonia Oceánica son: aguas limpias, bien oxigenadas, libre de contaminantes, con materia orgánica, profundidad adecuada, y una temperatura entre los 15 y 20ºC como óptima. Se considera que para no afectar de manera drástica en la vida de la Posidonia Oceánica, la salinidad no debe sobrepasar el umbral salino habitual del agua del mar (38,5 g/l), en un valor superior al 10% en salinidad, es decir, no se debe sobrepasar el valor de la salinidad en más de 3,85 g/l para garantizar la superviviencia de la citada fanerógama, cifra que si se continúan realizando los vertidos del agua de rechazo de las desaladoras, junto con otro tipo de vertidos de forma directa y continuada, podría producirse en determinadas zonas del mar la desaparición de estas plantas.

La existencia de esta planta, que crece cerca de la orilla del mar, puede ponerse en peligro por la hipersalinidad de los nuevos vertidos y el aumento de temperatura que dará lugar a producir menor cantidad de oxígeno y al existir menor concentración de oxígeno [O₂] disuelto en el agua marina hará más difícil la vida de peces y otros seres vivos que necesitan del mismo, pudiéndose incluso llegar a la desaparición de la vida marina si disminuyera progresivamente la concentración de oxígeno.

La Posidonia Oceánica se verá muy afectada en el caso de devolver al mar directamente el agua de rechazo, afectando a su crecimiento e incluso a su vida, lo cual conlleva una disminución progresiva de la cantidad de oxígeno producido por esta planta, especie endémica mediterránea protegida por la legislación vigente (Directiva Comunitaria 97/62/CEE del 27 de octubre de 1997; Real Decreto del 7 de diciembre de 1995; Orden del 23 de enero de 1992 de la Generalitat de Valencia).

Por otro lado, las praderas de Posidonia tienen una gran capacidad de secuestrar el CO₂ atmosférico, cerca de 0,5 millones de toneladas/año, lo que las convierten en los sumideros de CO₂ más importantes de todo el Mediterráneo. La Posidonia Oceánica no sólo absorbe el CO₂ cuando está viva, como sucede con el resto de fanerógamas, sino que también lo acumula enterrándolo en los sedimentos, y retira el carbono del circuito durante miles de años. El resto de estas plantas devuelven el CO₂ fijado al año o año y medio. Por lo tanto, la degradación que conlleva la pérdida de la biodiversidad de estos ecosistemas agravaría el problema de calentamiento global, pues su desaparición generaría una fuente de CO₂ donde ahora hay un sumidero.

La vulnerabilidad de las praderas submarinas al aporte de agua de rechazo a través de emisarios submarinos, que además aumenta la temperatura de su hábitat normal, así como la salinidad y la no absorción de CO₂, puede acarrear unos graves perjuicios medioambientales al ecosistema marino y a la atmósfera, de consecuencia graves e irreversibles para los habitantes del planeta.

Se ha comprobado también, en la zona de costa, la existencia de precipitado que se manifiesta en el color blanco lechoso cuajado existente en el agua marina próxima a la playa. Esta observación reiterada, nos hace pensar que pueda tratarse de sulfato cálcico dihidratado, que en determinadas condiciones precipita.

Por otro lado, es conveniente dar a conocer el dato de que en España existen numerosas canteras de explotación de productos que tienen un gran contenido de componentes cálcicos que se llevan a vertederos por no ser útiles para la construcción. Este material puede ser útil para llevar a cabo nuestro proceso de tratamiento químico que desarrollamos en esta patente.

Ponemos también en conocimiento la situación actual de la industria cloroalcalina española en relación a los efectos nocivos...

1. Proceso químico de tratamiento de agua salada o salobre, principalmente el agua de rechazo de instalaciones desaladoras (1), caracterizado porque comprende las siguientes fases:

Fase 1.- Se trata el agua inicial (1) con agua oxigenada (2), ácido sulfúrico (3) con una normalidad comprendida en un rango entre N/10 y 5N, y un catalizador (4) a un pH comprendido entre 5 y 7.

Fase 2.- Se trata el agua de filtrado de la Fase 1 (13) con componente cálcico exento de cloro (14) y ácido sulfúrico (3) con una normalidad comprendida en un rango entre N/10 y 5N a un pH comprendido entre 5 y 7.

2. Proceso según reivindicación 1 caracterizado porque el agua inicial (1) no presenta iones Calcio ni Magnesio.

3. Proceso según reivindicación 1 donde el agua inicial (1) presenta iones Calcio pero no Magnesio.

4. Proceso químico de tratamiento de agua salada o salobre según reivindicación 3, caracterizado porque en la fase 1 se utiliza un secuestreno de tipo titriplex (5).

5. Proceso según reivindicación 1 donde el agua inicial (1) presenta iones Calcio y Magnesio.

6. Proceso químico de tratamiento de agua salada según reivindicación 5, caracterizado porque en la fase 1 se utiliza un secuestreno de tipo titriplex (5) capaz de retener los iones calcio y magnesio, y donde adicionalmente, en la fase 1a, se trata el agua de filtrado de la fase 1 (10) con hidróxidos alcalinos (11).

7. Proceso químico según reivindicación 1 caracterizado porque el agua tratada (1) procede del rechazo de una instalación desaladora, del mar, de pozo natural de agua salobre, de un lago o de un río de agua salobre.

8. Proceso químico según reivindicación 1 caracterizado porque el componente cálcico exento de cloro (14) es seleccionable de un grupo formado por el carbonato cálcico, la cal viva, el bromuro de calcio, el ioduro de calcio o el hidróxido de calcio.

9. Proceso químico según reivindicación 1 caracterizado porque en la primera fase se utiliza agua oxigenada (2) con un porcentaje en peso entre 20 y 50%.

10. Proceso químico según reivindicación 1 caracterizado porque el catalizador (4) es de tipo óxido metálico.