Torre de toma e inmisario de captación. | |
Donde se produce la captación del agua de mar y se conduce a la cántara de bombeo. |
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La captación de agua de mar es una toma abierta, intentando minimizar con su diseño y ubicación las variaciones en la calidad del agua bruta que puedan afectar tanto al proceso de ósmosis como a la calidad del agua producida. | |
La torre de toma tiene forma circular, 5 m de altura total y descansa a la cota batimétrica aproximada -23 m. En su parte superior se han instalado 4 cajones de admisión, cúbicos y con laterales de rejillas fabricadas en PRFV, que sirven de primer filtro del agua captada. La altura de dichos puntos de toma sobre el lecho marino asegura la ausencia de importantes cantidades de sólidos en suspensión en épocas de mar de fondo, y su distancia a la superficie asegura la disminución de luz solar que pueda fomentar el crecimiento biológico, perjudicial para el proceso de osmosis inversa. Además, de esta forma la toma se encuentra alejada del límite inferior de la pradera de Posidonia oceánica existente en el entorno, por lo que se reduce el riesgo de afección. En la base de la torre se conecta la tubería del inmisario, que conduce el agua de mar hasta la cántara a través de un primer tramo realizado en tubería de polietileno fondeada y lastrada, de 950 m de longitud y 1.800 mm de diámetro interior; y un segundo tramo de tubería de policrete (hormigón, poliéster y ácido silíceo) de 500 m de longitud y 2.000 mm de diámetro interior, ejecutada mediante una hinca desde el pozo de ataque que después conforma la cántara de bombeo de agua de mar. |
Emisario y difusores de salmuera | |
Colector que conduce la salmuera desde la planta desalinizadora hasta el mar. |
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El rechazo de cada bastidor de ósmosis inversa se recoge en dos colectores de salmuera, uno por línea. Se unen en una arqueta, desde la que parte el colector general de recogida de salmuera que la conduce de vuelta a la cántara de agua de mar donde, una vez liberada su energía potencial en una turbina de recuperación tipo Francis (debido a la diferencia de cota entre la desalinizadora y la cántara), es enviada al mar. El tramo terrestre del emisario es una tubería de PRFV de 800 m de longitud y 1.400 mm de diámetro. La instalación de recuperación de energía de la salmuera consta de: |
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o Turbina Francis recuperadora de energía, para un caudal de 9.000 m3/h y 23,5 m de salto neto, con un rendimiento hidráulico del 91% (potencia generada: 490 kW). o Grupo generador asíncrono de 550 kW. o Grupo electrohidráulico. o Válvula de guarda (automatizada y contrapesada), válvula de chorro hueco de bypass de la turbina, y válvula de aislamiento de la válvula de chorro hueco. La energía generada en la turbina es utilizada para alimentar parcialmente el bombeo de agua de mar de la propia cántara, lo que se traduce en una apreciable reducción de su consumo eléctrico. El tramo marino del emisario realiza el vertido por gravedad, aproximadamente a 800 m de la línea de costa, mediante una tubería de polietileno fondeada y lastrada de 1.250 m de longitud y 1.600 mm de diámetro interior, que discurre paralela a la tubería de captación de agua de mar y vierte a la batimétrica aproximada - 22 m, a más de 200 m de distancia de la torre de toma, lo que impide la recirculación de la salmuera. En el tramo final del emisario hay instalado un sistema de 10 difusores dobles que permiten la correcta y rápida dilución de la salmuera hasta conseguir la misma salinidad que la habitual en la Bahía de Mazarrón, minimizando así la posible afección a la pradera de Posidonia oceanica existente en el entorno. En las proximidades de la zona de vertido hay instalados dos sensores de salinidad, con medición en continuo y conectados a un sistema permanente de monitorización que puede activar alarmas en tiempo real en caso de detectar incrementos de salinidad por encima de los parámetros recogidos en la Autorización de Vertido. |
Cántara de bombeo de agua de mar a la desalinizadora | |
Desde aquí se bombea el agua de mar captada en la torre de toma hasta la planta desalinizadora. |
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La cámara de captación está equipada con ocho (7+1R) bombas sumergibles de 1.800 m3/h de caudal unitario a 45 bar, con motor de 355 kW. De los ocho equipos (bomba y motor), 2 (uno por cada línea) se han equipado con variador de velocidad para atender de forma más eficaz todas las posibilidades de demanda de la planta (en función del número de bastidores en funcionamiento). Las bombas son de tipo radial, con una base, un codo y un sistema de izado que permite elevar la máquina sin necesidad de que un operario se introduzca en el agua. Por su parte, los motores son del tipo sumergido, y acoplados directamente a la bomba. Tanto la bomba y el motor como el codo están fabricados en acero inoxidable dúplex, al estar en contacto con agua de mar. |
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A continuación, el agua de mar se impulsa hasta la planta desalinizadora por medio de una tubería de PRFV de 800 m de longitud y 1.800 mm de diámetro, con un sistema doble antiariete por haberse diseñado la cántara con dos líneas de bombeo que se unen en una sola mediante una pieza pantalón, de la que parte la conducción de impulsión a la planta. |
Instalación Desalinizadora de Agua de Mar (IDAM) | |
Bombeo de agua producto para regadío (impulsión a la balsa de La Pernera). |
Bombeo de agua producto para abastecimiento a la población. |
Bombeo de agua producto para regadío (impulsión a la balsa de La Pernera). |
Bombeo de agua de mar | |
En este edificio se bombea el agua de mar proveniente de la cántara hasta el edificio de osmosis inversa, previo paso por los filtros cerrados de arena y antracita, y los filtros de seguridad de cartuchos. | |
Debido a la altura existente entre la cántara de agua de mar y la planta desalinizadora, y la adopción de filtros cerrados a presión, se diseñó un depósito subterráneo de agua bruta dentro de las instalaciones de la planta, con 1.200 m3 de capacidad. Desde este depósito otro grupo de bombas alimenta a los filtros de arena cerrados, y a los filtros de seguridad de cartuchos, hasta la aspiración del bombeo de ósmosis inversa.Desde el depósito el agua bruta se bombea hacia los filtros de arena mediante un grupo de 11 bombas de 1.030 m3/h de caudal unitario a 60 bar, con motor de 250 kW.. |
Filtros de arena y antracita | |
Suponen la primera etapa de filtrado: el agua proveniente del bombeo de agua de mar se filtra a presión en los filtros cerrados de arena y antracita, para a continuación pasar por los filtros de cartuchos. |
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Actualmente hay instalados 42 filtros horizontales cerrados que trabajan a presión, construidos en acero al carbono con recubrimiento interior de ebonita, de 3,6 m de diámetro y 10,5 m de longitud recta. El lecho es de arena y antracita, con una altura de capa filtrante de 1.000 mm (500 mm de arena y 500 mm de antracita). La velocidad de filtración es siempre inferior a 7 m/h, incluso cuando dos filtros se lavan simultáneamente. |
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El funcionamiento de cada filtro estará controlado por un medidor de caudal en la entrada y una válvula de control en su salida, programada para un caudal nominal que se abre o cierra en función de la perdida de carga del filtro, hasta que alcanza el valor de consigna para proceder al lavado (que también se puede programar según el número de horas de funcionamiento). El lavado a contracorriente se realiza con agua de mar y aire.Se disponen en cuatro líneas de tratamiento, con espacio para quince unidades de filtración en cada una de ellas, por lo que el máximo número final de filtros puede ser 60 unidades. |
Filtros de cartuchos | |
En los filtros de cartuchos se realiza la segunda etapa de filtrado (filtración de seguridad de 5 micras), paso previo al proceso de osmosis inversa. | |
El agua de mar ya filtrada una vez y debidamente acondicionada pasa a través de 14 filtros de cartuchos en configuración horizontal, agrupados en dos líneas de siete filtros independientes cada una (el máximo número final de filtros puede ser 20 unidades). Las 14 carcasas horizontales, de 950 mm de diámetro, están fabricadas en acero al carbono con recubrimiento interior de ebonita. | |
Cada carcasa alberga 12 elementos filtrantes: cartuchos de polipropileno (1.500 x 150 mm) y 5 micras nominales.El ensuciamiento de los cartuchos se controla mediante un medidor de presión diferencial que origina la alarma correspondiente. Además, cada filtro incorpora un medidor de caudal local, tipo rotámetro, que determina el grado de ensuciamiento relativo de cada filtro. |
En este edificio se realiza el proceso más importante de la planta desalinizadora, la osmosis inversa, mediante el cual se elimina la sal del agua de mar. | |
Para el proceso de la ósmosis inversa se realizó un innovador diseño del edificio, con un sótano técnico por el que discurren la mayoría de las canalizaciones (conducciones hidráulicas del proceso y de limpiezas, eléctricas, de control y resto de servicios). Se facilitan así tanto las labores de montaje inicial y ampliaciones de la planta, como las de operación y mantenimiento, además de asegurar un rendimiento óptimo de las turbinas de recuperación de energía instaladas inicialmente gracias a la elevada altura de descarga conseguida. | |
La fase de ósmosis inversa está dividida, al igual que el resto de los procesos, en dos líneas independientes. Actualmente una tiene 6 bastidores de alta presión y otra tiene 5 bastidores, ambas ampliables a 8 bastidores cada una (hasta conseguir un máximo de 16 unidades). La ósmosis inversa consta de dos elementos esenciales, el bombeo de alta presión y recuperación de energía, y los bastidores de membranas de ósmosis inversa. | |
La conversión inicial del diseño es del 50%, obtenida a través de una doble etapa con siete membranas por caja de presión y bomba inter-etapas (bomba booster). Los bastidores modificados posteriormente en el año 2018 para sustituir el sistema de recuperación de energía inicial por otro más eficiente, en los que se aprovechó para eliminar también la segunda etapa de ósmosis, la conversión se redujo al 46%. | |
La ósmosis inversa consta de dos elementos esenciales, el bombeo de alta presión y recuperación de energía, y los bastidores de membranas de ósmosis inversa. |
Edificio de ósmosis inversa |
La planta cuenta con 11 grupos motobombas de alta presión, 6 de ellos instalados en una primera fase (año 2007) y los 5 restantes en una segunda (año 2009). Antes de sustituir los equipos de recuperación de energía (turbina Pelton por cámaras isobáricas tipo ERI), se destinaba un grupo por cada bastidor de ósmosis inversa. Cada uno de estos 11 grupos iniciales (años 2007 y 2009) constaba fundamentalmente de: o Bomba de alta presión, centrífuga, horizontal, de cámara partida con cuatro etapas. o Turbina Pelton de recuperación de energía de doble inyector. o Motor eléctrico 1.400 kW. | |
De estos grupos solo queda actualmente uno con esta configuración original, al haberse modernizado las instalaciones mediante la implantación de equipos de recuperación de energía basados en cámaras isobáricas (ERI), de mucha mayor eficiencia que las antiguas turbinas Pelton. La nueva configuración de los grupos con ERI, que se unen por parejas para formar bastidores de casi el doble de capacidad, hace que esos nuevos 5 grupos “dobles” consten fundamentalmente de: | |
Un grupo “doble” que mantiene la doble etapa (año 2013): o Bomba de alta presión, centrífuga, horizontal, de cámara partida con cuatro etapas. o Conjunto de RI PX Q-300 (16 unidades). o Motor eléctrico 2.300 kW. Cuatro grupos “dobles” con una sola etapa (año 2018): o Bomba de alta presión, centrífuga, horizontal, de cámara partida con cuatro etapas. o Conjunto de ERI PX Q-300 (18 unidades) o Motor eléctrico 2.300 kW. |
Bombeo de alta presión y recuperación de energía |
El agua impulsada por cada uno de los grupos motobombas inicialmente se recogía en su bastidor correspondiente. Ese diseño inicial del proceso contemplaba un solo paso y una doble etapa, con siete membranas por caja de presión y bomba inter-etapas (booster). La bomba booster permite elevar la presión del rechazo de la primera etapa e introducirlo en la segunda, aumentando así la eficiencia de la planta. | |
Manteniendo ese diseño, los bastidores presentaban ligeras variaciones en su configuración de cajas de presión según fueran de la primera fase (año 2007, membranas DOW) o de la segunda (año 2009, membranas HYDRANAUTICS). En la actualidad, de los 11 bastidores iniciales únicamente quedan tres con esta configuración de doble etapa: uno de ellos sin ningún cambio pues conserva el grupo de presión original y la turbina Pelton; los otros dos están alimentados ahora por un único grupo de presión adaptado al nuevo diseño conjunto, con recuperadores ERI que reducen mucho más el consumo eléctrico del proceso. | |
Los 8 bastidores restantes han cambiado su configuración a una sola etapa de ósmosis inversa, con alimentación conjunta por parejas también con un nuevo grupo de presión adaptado al sistema con recuperadores ERI. Los 8 bastidores de una etapa cuentan con la siguiente disposición (factor de conversión del 46%): 4 bastidores (bastidores 2/4 y 6/8) con membranas DOW (37 m 2 ): - Nº de tubos de presión: 142 - Nº de membranas por tubo: 7 - Total membranas por bastidor: 994 |
Bastidores de ósmosis inversa |
4 bastidores (bastidores 1/3 y 5/7) con membranas HYD (41 m 2 ): - Nº de tubos de presión: 130 - Nº de membranas por tubo: 7 - Total membranas por bastidor: 910 | |
1ª Etapa: - Nº de tubos de presión: 78 - Nº de membranas por tubo: 7 - Nº total de membranas: 546 |
2ª Etapa: - Nº de tubos de presión: 52 - Nº de membranas por tubo: 7 - Nº total de membranas: 364 Total membranas por bastidor: 991 |
Los 3 bastidores de dos etapas (bastidor 10, y bastidores 9/11) cuentan con la siguiente disposición (factor de conversión del 50%): | |
Gracias a la eficiencia de estas membranas y al ajuste del pH realizado mediante la dosificación de hidróxido sódico antes del proceso de ósmosis, para una temperatura del agua de mar por debajo de la temperatura de diseño (26ºC) se consigue un contenido en boro en el agua producto inferior a 1 ppm. Se completa el proceso con 11 bombas booster o inter-etapas equipadas con variadores de frecuencia ajustadas al tipo de configuración de los distintos tipos de bastidores: 3 unidades de 660 m 3 /h de caudal unitario, presión diferencial 11 bar con motor de 315 kW; y 8 unidades de 555 m 3 /h de caudal unitario, presión diferencial 5 bar con motor de 110 kW (las 11 unidades están dotadas de variador de velocidad). |
Postratamiento | |
El postratamiento consiste en adaptar la calidad del agua osmotizada a la exigida para el agua potable, mediante su remineralización. Con el objeto de adaptar la calidad del agua osmotizada a la del agua potable, se somete a un postratamiento consistente en una remineralización mediante la dosificación de dióxido de carbono (CO2) y carbonato cálcico (cal). La cal en polvo se almacena en un silo de 52 m3 de capacidad, equipado con su correspondiente sistema de dosificación. La lechada de cal al 5% se prepara en una cuba de dilución (1,5 m3 de volumen) desde donde se bombea al saturador de cal (10,3 m de diámetro) para su mezcla con agua permeada. Finalmente, el agua saturada resultante es bombeada hasta el depósito de remineralización. El sistema de almacenamiento y dosificación de CO2 consta de: o Depósito de almacenamiento de CO2 en fase líquida. o Sistema de extracción y evaporación del CO2. o Cuadro de control de caudal y tuberías hasta la cámara de mezcla. o Conjunto de parrillas de difusores dispuestas en el interior de la cámara de mezcla. |
Almacenamiento y distribución del agua producida. | |
En el depósito de agua producto se realiza la remineralización del agua osmotizada mediante la dosificación de CO2 y agua saturada con lechada de cal. El almacenamiento y la remineralización del agua producto se realiza en un depósito situado en la propia desalinizadora. Está dividido en tres cuerpos, y desde el último de ellos el agua es conducida por gravedad, a través de sendas tuberías de conexión, tanto al depósito de impulsión de la red de distribución de la Sociedad Estatal como al de MCT. Fuera ya de la parcela de la desalinizadora, la distribución para uso agrícola del agua producida se inicia en un depósito de 20.000 m3 de capacidad que alimenta el Bombeo a la Red de Distribución (BRD), el cual eleva el agua hasta el embalse de la Pernera, cabecera del sistema de regadío por gravedad de ACUAMED. Esta impulsión consta de cuatro grupos de bombeo (ampliables hasta 5+1R) con bomba de cámara partida de 1.500 m3/h de caudal unitario a 265 bar, y motor de 1.800 kW con variador de velocidad. El agua desalinizada también se utiliza para abastecimiento a la población, a través de las instalaciones de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla. |
Edificio de control | |
Desde el edificio de control se supervisan y controlan todos los procesos de la planta.También integra otros usos como despachos, sala de juntas, laboratorio, vestuarios, AulaMedioambiental, almacén, etc. | |
La desalinizadora dispone de un sofisticado sistema de control distribuido, que permite la automatización de todo el proceso productivo, el cual se supervisa desde una sala específica del edificio de control mediante una completa visualización y configuración de todos los dispositivos de campo: instrumentación, variadores, relés, etc. La desalinizadora cuenta también con todos los servicios auxiliares necesarios:instalación neumática, agua de servicios, eléctrica en baja tensión, etc. | |
Tratamiento de efluentes | |
Tratamiento mediante el cual, previamente a su vertido al mar, los efluentes generados durante todos los procesos son minimizados y acondicionados. Previamente a su vertido al mar, los efluentes generados durante la operación de la desalinizadora (agua de contralavado de los filtros de arena, lodos de carbonato cálcico del saturador y efluentes de limpieza química de las membranas) son debidamente acondicionados. Para cada uno de ellos se dispone de un sistema de tratamiento diferenciado. El sistema de tratamiento de las aguas de lavado de los filtros de arena incluye: o Depósito de hormigón armado. o Toma flotante en dicho depósito ligado a la estación de bombeo, para conducir las aguas limpias sobrenadantes hasta la arqueta de confluencia de vertidos. o Bombeo de los fangos decantados en el depósito anterior hasta el espesador de fangos. o Espesador de fangos por gravedad de estructura circular, de 14 m de diámetro interior y 4,7 m de altura. o Tres (2 + 1R) bombas para la impulsión de los fangos espesados a deshidratación. o Dos centrífugas para deshidratación de fangos, con tornillo transportador de recogida de fangos deshidratados y bomba de alimentación a silo. o Silo de almacenamiento de fangos deshidratados de 80 m 3 de capacidad. Para el tratamiento de los fangos producidos en el saturador se dispone de los siguientes elementos: o Dos concentradores de fango en el saturador, con su conjunto de válvulas automáticas para la extracción de. fango en función del caudal de agua saturada. o Bombeo para envío de los fangos purgados al espesador. El tratamiento de las soluciones de limpieza química residuales (una vez empleadas) se realiza en los propios depósitos de limpieza química. Dado el carácter ácido o básico de estas soluciones, antes de realizar su dilución con el gran caudal de rechazo de la planta se neutralizan con sosa cáustica o ácido clorhídrico, según proceda. De esta forma, mientras uno de los dos depósitos se encuentra en fase de neutralización, el otro puede emplearse para limpiar otro bastidor de membranas. |
Dosificaciones químicas | |
En la en la cántara y en la planta se dosifican varios productos químicos necesarios para los diferentes ajustes del agua durante las fases del proceso. En el pretratamiento del agua de mar se busca garantizar sus condiciones óptimas desde el punto de vista físico-químico para la alimentación a los bastidores de osmosis inversa. Consta de las siguientes etapas: | |
1. Dosificación de hipoclorito sódico (opcional, en la toma). 2. Dosificación de ácido sulfúrico (opcional, en la cántara de bombeo de agua de mar). 3. Dosificación de coagulante (en la cántara de bombeo de agua de mar). 4. Dosificación de polielectrolito (opcional, en la cántara de bombeo de agua de mar). | |
Antes de la entrada del agua a los bastidores de ósmosis inversa, se dosifica adicionalmente: 5. Adición de dispersante (anti incrustante). 6. Dosificación de hidróxido sódico (corrección del pH). 7. Dosificación de bisulfito sódico (opcional). |
Subestación eléctrica | |
El suministro de electricidad a la planta desalinizadora se realiza por medio de una subestación 132/6 kV propia, ubicada dentro de la parcela de la IDAM. La acometida en 132 kV de dicha subestación a la red eléctrica general se realiza a través de una cercana subestación de la compañía distribuidora de electricidad denominada “ST Puerto Mazarrón”. El cableado es una doble línea subterránea, lo que minimiza el impacto ambiental y visual. | |
La conexión de la subestación propia, tipo GIS de 132/6 kV, con las salas eléctricas de la planta se realiza posteriormente con una doble línea de 6 kV. Esta ST también alimenta al Bombeo a la Red de Distribución (BRD) para regadío de la Sociedad Estatal. |
Sistema de desplazamiento y limpieza química de membranas | |
La planta incorpora un sistema para el desplazamiento del agua de mar y para la limpieza química de las membranas, cuyos componentes fundamentales son: o Tres (2+1R) bombas centrífugas 40 m 3 /h de caudal unitario a 49 bar, con motor de 100 kW. o Dos depósitos verticales de 40 m 3 de capacidad unitaria, uno para la preparación de las soluciones químicas de limpieza y otro para su neutralización. o Un depósito de almacenamiento de agua permeada y un filtro de cartuchos vertical. | |
El desplazamiento es una función de rutina que se realiza cuando la planta se pone fuera de servicio por un tiempo considerable. Su objeto es reducir las altas concentraciones salinas existentes en las membranas, bombas y colectores de acero inoxidable, previniendo las posibles precipitaciones de sales y corrosiones que afectarían al rendimiento y vida útil de los equipos. El desplazamiento también se realiza antes y después de la operación de limpieza química de las membranas. | |
La limpieza química es una operación que se realiza para eliminar acumulaciones de suciedad en las membranas, lo que suele ocurrir después de períodos relativamente largos de servicio, aunque su frecuencia realmente depende de la calidad del agua de alimentación a la ósmosis inversa y de la operación general de la planta. |
© Desalinizadora de Valdelentisco - Urbanización "EL LIMONAR", s/nº. 30868
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