BWRO abre reservas de aguas subterráneas inutilizables anteriormente
Ya sea para agua de mar, agua subterránea salina o agua subterránea salobre desalinización por ósmosis inversa (RO) utiliza membranas con poros microscópicos para filtrar la sal. Produce agua dulce permeada que se puede utilizar para beber o prácticamente para cualquier otra aplicación. La desalinización por ósmosis inversa a menudo se consideraba demasiado costosa, pero hoy en día, la desalinización por ósmosis inversa de agua salobre (BWRO) es mucho más popular.
Hay vastas reservas de agua salobre en todo el país y en el mundo, incluso en el interior, en las regiones áridas que más necesitan agua. El coste de la desalinización por ósmosis inversa ha caído abruptamente en la última década, ya que el coste del agua dulce de fuentes naturales se ha disparado. El agua salobre es mucho más fácil y menos costosa de desalinizar que el agua de mar; parece que ha llegado el momento de BWRO.
Reservas salobres
¿Cuánta agua salobre hay? Según el Informe Geológico de los Estados Unidos, hay 800 veces más agua salobre en acuíferos de EE. UU. que la cantidad de agua dulce que el país utiliza cada año. Puede ser agua de mares prehistóricos atrapados tierra adentro, intrusión de agua de mar costera, agua de suelos salinos que se filtran en aguas subterráneas, agua contaminada por sal de carreteras, agua producida por la industria del petróleo y el gas, o de otras fuentes de actividad humana.
Los acuíferos salobres costeros, como los que abundan en Florida, son bien conocidos, pero también se puede encontrar agua salobre en algunos lugares sorprendentes. En el océano frente a la costa oriental, un vasto acuífero salobre ha sido descubierto bajo el lecho marino. A lo largo del oeste reseco, en plena aridificación por el cambio climático, y en el medio oeste industrial, existen vastos acuíferos a profundidades de 500 a 1.000 pies.
Tecnologías de Desalinización
Los dos tipos principales de desalinización son la de membrana y la térmica. La destilación térmica esencialmente evapora el agua, dejando atrás las sales. Las membranas filtran la sal forzando el agua presurizada a través de ellas.
Particularmente en la última década, los métodos de destilación térmica han caído en desgracia principalmente porque requieren la enorme diferencia de 10 veces más energía. La BWRO requiere incluso menos energía y menos productos químicos que la desalinización de agua más salada.
La ósmosis inversa es y seguirá siendo un proceso que consume mucha energía. Las membranas avanzadas deben mantenerse para evitar incrustaciones y los costos de reemplazo son significativos. Se debe tener cuidado de manejar responsablemente las descargas altamente salinas de las plantas desalinizadoras, así como los productos químicos utilizados para limpiar las membranas.
Las huellas ambientales y energéticas se pueden minimizar maximizando la concentración de salmuera, el reciclaje, la cristalización y la solidificación, aumentando las tasas de recuperación, utilizando dispositivos de recuperación de energía, empleando la operación por lotes y optimizando las condiciones operativas. Pero si bien las mejores prácticas son importantes, la ósmosis inversa aún se encuentra por encima de las alternativas térmicas.
Entendiendo la ósmosis y la ósmosis inversa
La ósmosis es un proceso natural en el que las moléculas de solvente, generalmente agua, se mueven sin una fuente de energía externa desde un área de baja concentración de soluto a una alta concentración de soluto a través de una membrana semipermeable hasta que se alcanza el equilibrio de las concentraciones de soluto.
La ósmosis inversa, por el contrario, utiliza la compresión para superar la presión osmótica natural y forzar una solución de alta concentración a través de una membrana semipermeable a un área de baja concentración de soluto. En esencia, la membrana rechaza sales, minerales y otras impurezas a medida que la solución pasa a través de ella bajo presión, y un permeado de alta pureza sale por el otro lado.
Ósmosis inversa de agua salobre
Los sistemas de ósmosis inversa de agua salobre generalmente utilizan membranas compuestas de película delgada debido a sus altas tasas de rechazo y eficiencia. Constan de una capa de poliamida fina y densa sobre una capa de soporte poroso, que proporciona resistencia mecánica y durabilidad. Otros tipos de membranas que pueden soportar sistemas BWRO incluyen membranas de nanofiltración y ultrafiltración con tamaños de poro más grandes.
Una etapa típica de pre tratamiento de la planta de ósmosis inversa de agua salobre implica la eliminación de sólidos suspendidos, cloro y otros contaminantes que podrían ensuciar las membranas. Los métodos comunes incluyen filtración, sedimentación y dosificación de productos químicos. Luego, las bombas de alta presión aumentan la presión del agua de alimentación al nivel requerido para la ósmosis inversa, generalmente entre 200 y 600 psi. El agua de alimentación presurizada pasa a través de las membranas semipermeables de ósmosis inversa, que rechazan las sales y otras impurezas y permiten el paso del agua pura.
Después de la filtración, el permeado o el agua filtrada pueden someterse a un tratamiento adicional para ajustar el pH, remineralizarse o desinfectarse antes de que se considere potable. Se puede utilizar una etapa de pulido para garantizar que el agua cumpla con todos los estándares de calidad, incluida la eliminación de cualquier rastro de contaminantes restante.
Beneficios económicos de BWRO
Esta planta de BWRO en Alice, Texas, demuestra el potencial de BWRO para proporcionar agua confiable y sostenible a las comunidades necesitadas.
Los beneficios económicos de BWRO varían, pero en una región que lucha por obtener suficiente agua, pueden ser significativos. La abundancia de agua puede atraer a los negocios, la industria y a nuevos residentes, lo que lleva a un auge en el desarrollo. Las comunidades que dependen de los servicios públicos regionales y de entidades externas pueden lograr la independencia del agua y aliviar a los contribuyentes la carga de los altos costos del agua.
Considere la planta BWRO de Seven Seas en Alice, Texas, la primera planta BWRO en el estado entregada bajo un acuerdo de asociación público-privada Seven Seas completó la construcción de la planta sin costo inicial y redujo el costo existente del agua que la ciudad estaba pagando. Como parte de un acuerdo de Water-as-a-Service® Seven Seas operará y mantendrá la planta durante 15 años, manejando todos los problemas de cumplimiento y las responsabilidades de gestión de salmuera. La ciudad solo paga una factura por el agua utilizada.
El proyecto Alice demuestra cómo BWRO puede proporcionar un suministro de agua fiable y sostenible a las comunidades con estrés hídrico. Muchas comunidades tienen una fuente potencial de independencia y seguridad hídrica esperando bajo sus pies. Seven Seas está demostrando que BWRO es una solución sostenible del mundo real para enfrentar la escasez de agua, impulsando economías y mejorando vidas como solo el agua dulce y limpia puede hacerlo.
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Crédito de imagen: calyptra/123RF
David Charles is a highly skilled Environmental Engineer with a Bachelor of Science in Environmental Engineering from the University of Cincinnati. Based in Florida, David has accumulated extensive experience through various internships, including roles at Kiewit Corporation in Omaha and Atlanta, and AVCON Inc. in Orlando. He has also served as an Operations Intelligence Analyst in the United States Air Force. David is certified in Environmental Inspections (FSESCI) and is proficient in English and Spanish. His technical skills encompass environmental permitting, groundwater testing, soil sampling, AutoCAD, Bluebeam Revu, and Stormwater Management Model (SWMM). David excels in managing environmental compliance programs, obtaining permits, and coordinating project-wide environmental strategies.