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Guia Para La Remineralizacion De Aguas Desaladas

1. 200 mg STD L y T 22 y a una dosi ficaci n de 23 mg COL De acuerdo con estos gr ficos se selecciona normalmente un tiempo de contacto de 11 minutos aunque para aguas m s fr as se alcanzan los 14 20 minutos ver Figuras 5 8 y 5 9 Cuando se busca aumentar la alcalinidad y dureza aumen tando la dosis de CO por ejemplo hasta 70 mg CO L se requieren un EBCT de 18 20 minutos para alcanzar la fase casi plana de la curva de saturaci n pH 7 5 6 8 6 0 5 10 15 20 Tiempo de contacto minutos Figura 5 3 Relaci n entre el pH y el tiempo de contacto en minutos para un lecho de calcita de flujo ascendente ver texto para los detalles de la simulaci n S nh Alcalinidad mg CaCO L T 0 5 10 15 20 Tiempo de contacto minutos Figura 5 4 Relaci n entre la alcalinidad y el tiempo de contacto en minutos para un lecho de calcita de flujo ascendente ver texto para los detalles de la simulaci n 30 0 22 5 15 0 Calcio mg 135 0 5 10 15 20 Tiempo de contacto minutos Figura 5 5 Relaci n entre la calcio y el tiempo de con tacto en minutos para un lecho de calcita de flujo ascen dente ver texto para los detalles de la simulaci n 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Tiempo de contacto minutos Figura 5 6 Evoluci n del consumo del CO y el tiempo de contacto en minutos para un lecho de calcita de flujo ascendente
2. 8 5 y 0 7358x 2 0997 pu tad R 0 6627 pH calculado P T 79 8 1 8 3 8 5 pH medido Figura 7 3 Relaci n entre el pH medido y calculado para las mezclas de agua de la MCT utilizando Water Pro 0 8 y 0 9559 0 0511 0 6 3 R 0 847 E E 04 l 0 2 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 LSI medido Figura 7 4 Relaci n entre el LSI medido y calculado para las mezclas de aguas de la MCT utilizando Water Pro Los resultados apuntan a una correlaci n aceptable en es pecial en lo referente al LSI Figura 7 4 79 Por su parte los an lisis con el programa Softmix demues tran una correlaci n inferior A t tulo de ejemplo se presen tan los datos para el LSI Figura 7 5 7 MEZCLAS De acuerdo con esta simulaci n puede concluirse que si se a ade m s del 15 de agua desalada a un agua reminera lizada con 60 mg CaCO L de alcalinidad el LSI pasar a ser menor que 0 5 Estos resultados se refieren a un sistema no abierto a la at m sfera por lo que para sistemas abiertos la p rdida de CO 09 1 y 0 7925 0 0626 07 4 3 0 6459 E puede permitir aumentar ligeramente el de agua desala E 9 o4 da MEN gs T o 0 0 0 1 0 0 2 0 1 0 2 0 4 0 7 0 9 0 3 LSI Medido _ 4 A 0 5 Figura 7 5 Relacion entre el LSI medido y calculado para 0 6 las mezclas de aguas de la MCT utilizando SoftMix 0 7 0 8 A la luz de estos resultados se ha seleccionado el programa 0 9 Wate
3. CE 5 CE zi Alk var a entre 0 5 y 2 8 mg CaCO L para valores de entre 250 yS cm y 700 p S cm respectivamente El valor de Ca del agua remineralizada puede calcularse a partir de la raz n Ca Alk 2 Los valores de pH y T deber n ser los tomados in situ a trav s de los equipos de medida colocados en l nea Una vez obtenidos todos los par metros el m todo de c l culo del LSI debe ser el SM2330 Este procedimiento permite estimar el LSI con una aproxi maci n de 0 05 en el rango en que se opera en las plantas desaladoras LSI 0 5 De acuerdo con el estudio realizado y para alcanzar los niveles ptimos apuntados en la Tabla 4 1 el incremento de alcalinidad deber de ser al menos 55 mg CaCO L Lo que implica que el incremento de CE causado por la remineralizaci n deber estar en el rango ACE 85 97 yS cm el c lculo del SAR se puede asumir que Ca Alk 2 5 Mg 2 5 mg L mg L 0 1549 x 0 2137 25 0 Las condiciones de muestreo deben optimizarse para evitar la p rdida de CO y obtener valores de pH y temperatura lo m s pr ximos a las condiciones de operaci n antes y des pu s del sistema de remineralizaci n 49 4 C LCULO INDIRECTO DEL LSI Y DEL SAR 4 5 Referencias 1 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER Method 2510 Conductivity 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 2 WATER PRO Schott Soft
4. 2 2B 3A 3B DT 6051 51 56 58 72 67 44 10 46 91 34 3469 5258 538 46 00 49 38 60 00 36 25 38 75 17 83 41 37 TABLA 2 3 TABLADE VALORACI N DELA DUREZA DE LAS AGUAS EN MG CaCO L La Tabla 2 1 muestras los valores de dureza y alcalinidad de las aguas desaladas Seg n estos criterios se trata de aguas blandas cuya dureza est alrededor de 12 mg CaCOJL con un 70 al 75 debido al magnesio En las aguas remineralizadas Tabla 2 2 la dureza tiene un valor medio de 52 58 mg CaCO L lo que indica que se trata de un agua ligeramente dura En este caso la contribu ci n del magnesio a la dureza es tan solo del 14 18 La dureza se expresa de diversas maneras seg n los pa ses La Tabla 2 4 incluye las equivalencias 21 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS TABLA 2 4 EXPRESIONES EQUIVALENTES A 10 mg L DE CaCO DE DUREZA 2 4 Alcalinidad Alcalinidad Alk se define como la capacidad de los com ponentes de una soluci n acuosa de neutralizar cidos Se expresa en mg CaCO L igual que la dureza En las aguas desaladas y remineralizadas est relacionada con la presen cia de bicarbonatos y carbonatos A pH mayores de 8 3 los carbonatos e hidr xidos tambi n contribuyen a la alcalinidad Esto puede ocurrir por infra dosificaci n de CO durante la remineralizaci n sobre todo con los tratamientos en base a Ca OH y CO Para las t cnicas de medici n de l
5. 2HCO 2 Se deduce a partir de estas ecuaciones que el incremento de la conductividad el ctrica producido por la remineraliza ci n es directamente proporcional al aumento de la alcali nidad puesto que s lo se ha incrementado el contenido de bicarbonatos y de calcio Tambi n es a tener en cuenta que el impacto del aumento de la alcalinidad no es el mismo en un agua desalada con baja conductividad i e bajo contenido en cloruro s dico que en un agua desalada con alta conductividad i e alto contenido en cloruro s dico Por tanto este aspecto debe ser tenido en cuenta En procesos donde se a ade cido clorh drico o cido sul f rico en lugar de CO las proporciones son diferentes pero estos casos no han sido considerados en esta Gu a Por tanto al ser as resulta justificado investigar la rela ci n entre los incrementos de ACE CB Bio Y de Alk Alk con el fin de poder extrapolar los valores de alcalinidad del agua remineralizada Este trabajo se ha hecho en base a datos reales tomados en distintas desaladoras as como a c lculos te ricos basados en la aportaci n de cada ion a la conductividad del agua y seg n se publican en el Standard Methods 4 2 Materiales y m todos En primer lugar se han utilizado datos reales analizados en el laboratorio para estimar el valor de la raz n ACE AAIKk Por otro lado se ha obtenido el valor del cociente utilizan do en primer lugar un modelo
6. H LUDWIG AND M HETSCHEL Treatment of Disti llates and Permeates from Sea Water Desalination Plants to Make Potable Water Desalination Journal 1983 PERRY S CHEMICAL ENGINEERS HANDBOOK Sixth Ed McGraw Hill Bookl Co Robert H Perry Don Green 1984 QU MICA DEL AGUA Jose Catal n de la Fuente 1981 WATER QUALITY George Tchobanoglous Edward D Schroeder 1985 Addison Wesley Ed WATER PRO Schott Software Publicado por ChemSW Inc http www chemsw com MUTSCHMANN J Y STIMMELMAYR Tas chenbuch der Wasserversorgung 13 Auflage Friedr Vieweg amp Sohn Verlag 2002 R M DHEILLY J TUDO Y SEBA1 BI M QUE NEUDE Influence of storage conditions on the carbo nation of powdered Ca OH Construction and Buil ding Materials 16 2002 155 161 HERN NDEZ M F SU REZ L PRIETO F SAN TANA I D sobre la remineralizaci n de las aguas de saladas con lechos de calcita Fundaci n Centro Cana rio del Agua marzo 2004 ISBN 84 609 0456 3 DrinTec contactor tank design and operation en www fcca es secci n Productos DrinTec limestone contac tors consultada el 28 de septiembre 2009 GERHARD BIWER Wasserversorgung Kleine Kin zig Schwarzwald comunicaci n personal 67 6 PROCEDIMIENTO DE MUESTREO 6 PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE MUESTRAS CONSERVACI N Y ANALISIS DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS 6 1 Introducci n Generalmente las aguas de plantas de osmosis inversa tienen un contenido muy b
7. 4 finos 1 3 mm con gt 4 finos 24 mm con x 29 finos Figura 5 11 Relaci n entre la turbidez y el tiempo despu s de haber arrancado un bastidor 5 2 5 La calidad de la calcita Es importante disponer de calcita libre de polvo lt 40 um y con una granulometr a uniforme La granulometr a deber a ser 1 3 mm aunque tambi n es frecuente encontrar plantas operadas con part culas de 2 4 mm La calidad recomendada para un buen funcionamiento de los lechos tanto ascendentes como descendentes se resume en la Tabla 5 2 Deber contar tambi n con el certificado para uso en abastecimientos Figura 5 12 Vista de las celdas de una planta de calcita de flujo descendente TABLA 5 2 RECOMENDACION PARA CALIDAD DE LA CALCITA VALORES EN EN PESO SECO xido de Hierro Peso espec fico t m PE granulado seco t m PE granulado h medo t m part culas 0 3 mm part culas 0 1 mm Material insoluble gt 50 5 2 6 Dosificaci n final de Na OH para conseguir un LSI positivo En algunos casos es necesario a adir Na OH para subir el pH del agua y alcanzar un LSI positivo La dosis en estos casos es generalmetne de 2 0 5 mg Na OH L al 33 de pureza 5 2 7 Configuraci n de los lechos de calcita Los lechos de calcita se dise an en celdas rectangulares de distintos tama os o bien en dep sitos circulares En el caso de lechos sin dosificaci n en continuo el caudal m ximo por
8. Nomograma para el c lculo simplificado del LSI F x 9 5 32 Posteriormente y partir de los trabajos de Larson y Buswell y a trabajos del propio Langelier se fue desarro llando un modelo num rico simplificado basado en datos pr cticos que facilitaron considerablemente el c lculo 2 5 1 M todo simplificado para el c lculo del pHsat Ante la demanda de un procedimiento num rico para el c lculo del pHsat y de acuerdo con los trabajos de Larson y Buswell se ha desarrollado una f rmula emp rica sim plificada para el c lculo del pHsat que por su sencillez ha alcanzado una amplia difusi n Esta f rmula es la siguiente pHsat 9 3 A B C D Donde 1 10 log TDS 1 B 13 12 x log TCC 273 2 34 55 C log Ca mgCaCO L 0 4 D log Alk mg CaCO L Este m todo simplificado del c lculo del pHsat sigue sien do utilizado de forma frecuente como indicativo de la ten dencia del agua a disolver o a precipitar el carbonato c l cico Sin embargo es un m todo emp rico que no incluye una serie de c lculos sobre la termodin mica del proceso que deben ser considerados en un an lisis completo de los factores que intervienen en la reacci n 1 Por tanto esta Gu a recomienda el uso del m todo est n dar SM2330 descrito en el siguiente p rrafo basado en un c lculo m s riguroso de las reacciones que intervienen Ambos m todos difieren en el valor del pHsat obteni ndose a trav s
9. cnica m s estable para la remineralizaci n de las aguas desaladas que la dosificaci n con lechada de cal La dosificaci n de CO debe hacerse en caudal descenden te La velocidad adecuada debe ser de 0 07 0 02 m s con el fin de evitar el arrastre de las burbujas o la sobre dosifica ci n La presi n de inyecci n debe ser del orden de 0 25 bares mayor que la del agua El tiempo de necesario para la disoluci n del CO puede reducirse considerablemente si se utilizan los criterios apuntados en el p rrafo anterior Generalmente se requiere unos 3 segundos para una disoluci n de 10 40 mg CO L utilizando los criterios mencionados En cualquier caso se debe evitar la dosificaci n de CO en tuber a horizontal Los descensos de temperatura hacen disminuir la velocidad de las reacciones que intervienen en la remineralizaci n En el caso de los lechos de calcita el tiempo de contacto para alcanzar una remineralizaci n adecuada aumenta de 10 a 14 minutos cuando la temperatura del agua desciende de 28 a 14 6 T cnicas de muestreo El muestreo de aguas desaladas debe ser realizado de ma nera que se evite la p rdida de CO Para ello se recomien dan las mediciones in situ sobre todo del pH la temperatura y la CE La anotaci n de las condiciones de muestreo as como de transporte y almacenamiento hasta la realizaci n de los an lisis conocida como cadena de custodia ayuda consi derablemente en la interpretaci n
10. la calidad de la calcita dicta la turbidez del agua de salida 55 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS La Figura 5 2 ilustra esta relaci n para lechos de part cu 2 0 las de 2 mm Los ensayos se realizaron despu s de llevar la planta en funcionamiento varios meses Estos datos han 8 3 sido corroborados posteriormente con otras plantas 4 Turbidez NTU 0 5 10 15 20 25 30 Velocidad ascensional m h O Planta A calcita lt 1 finos O Planta C calcita gt 5 finos A Planta B calcita lt 1 finos Figura 5 2 Relaci n entre la velocidad ascensional y la turbidez del agua de salida para calcitas con distintos porcentaje de finos De acuerdo con los datos se observa que el valor de 1 NTU se supera generalmente a partir de los 20 m h En la pr ctica se seleccionan velocidades entre 10 y 15 m h En los lechos de cal cita sin alimentaci n en continuo las velocidades son similares 5 2 2 Tiempo de contacto EBCT El c lculo del tiempo de contacto en lecho vac o o EBCT Empty Bed Contact Time se realiza por medio de una simu laci n matem tica del proceso de saturaci n de los lechos de calcita Dicha simulaci n est contrastada con numerosos datos de campo Se asume que la calcita tendr una pureza del 99 y una granulometr a de 1 3 mm Los resultados de la simulaci n que aparecen en las Figuras 5 3 a 5 7 se refiere a un permeado normal pH 6 2 2 8 mg HCO L 1 5 mg Ca 3 mg
11. mg L Cr mg L NO mg L SO mg L Turbidez NTU Langelier SM2330 Larson Skold SAR Los HCO CO han sido estimados a partir de la y las especifica ciones de las membranas dado que el m todo empleado en el laboratorio no permiti determinar con precisi n valores lt 6 mg HCO L 7 El CO se ha calculado a partir de los valores de STD HCO pH y tem peratura 11 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS 1 3 1 Sobre la relaci n CO pH en las aguas desaladas En la Tabla 1 1 se observa la variaci n del pH en las plantas que oscila entre 6 6 y 5 27 i Correspondientemente el contenido en CO var a entre 0 75 mg CO L y 16 mg CO L Los datos reflejan la relaci n entre el CO y el pH La Figura 1 1 presenta la relacion entre el pH el contenido en CO para las plantas estudiadas e pH 8 0 7 5 3 CO 7 0 6 5 T 60 ds 5 0 4 5 4 0 Log pH 0 pH Tillmans Log pH Tillmans bul 0 61 Ale a17 C mg CO L Figura 1 1 Relaci n entre el contenido en CO y el pH para las aguas desaladas Seg n los datos analizados en laboratorio y calculados a partir de relaci n de Tillmans Esta relaci n corresponde pr cticamente a la f rmula pre sentada por Tillmans y publicada en 1912 y donde las con centraciones de CO y Alk est n expresadas en mg L 1 3 2 Sobre la relaci n entre la CE y la presencia de y Na El agua desalada responde a una soluci n con al
12. n y con LSI 0 3 3 3 Obtenci n del pH en equilibrio con el CO En la Figura 3 6 se ilustra la relaci n entre el pH del agua y el contenido en CO para las aguas remineralizadas a partir de los datos recogidos Al igual que en el caso de las aguas desaladas se confirma una buena relaci n con la f rmula de Tillmans ver Fig 1 1 Cap tulo 1 e Tillmans 52 0 Power Tillmans pH Power pH 3 CO 8 6 A pH 7 log 2 0 61 Alc a 17 C 83 7 9 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 mg COJL Figura 3 6 Relaci n entre el pH y el CO para las aguas remineralizadas seg n datos del laboratorio y el c lculo con la f rmula de Tillmans Partiendo de la regresi n de la Figura 3 6 obtenida a partir de los datos del laboratorio puede calcularse que para un contenido en CO de 0 7 mg L el pH del agua reminerali zada estar a alrededor de 8 09 8 13 si se usa la regresi n obtenida con la f rmula de Tillmans Este es un valor muy cercano al 8 24 obtenido con el procedimiento de simula ci n te rico descrito en el p rrafo anterior 3 3 4 Evoluci n del pH y del LSI de las aguas remineralizadas seg n datos de campo En las Figuras 3 7 a 3 12 se presenta la evoluci n del pH y del LSI para las aguas remineralizadas procedentes de distintas desaladoras agrupadas con el mismo criterio que las Figuras 3 1 y 32 Los datos de la Figura 3 7 muestran que el pH desciende hasta equilibrarse a medida que el agua se equ
13. 4 mg Mg L E contenido en magnesio es aproximadamente el doble que el de calcio expresados ambos en mg L El pH a la salida de los bastidores de smosis inversa oscila desde 5 3 a 6 7 dependiendo de las condiciones de opera ci n de la planta Correspondientemente el contenido en CO var a entre 0 8 y 16 mg CO L Algunas aguas pueden salirse de este rango debido a trata mientos espec ficos Los casos de pHs altos est n relacio nados con la necesidad de aumentar el rechazo de boro de las membranas La relaci n logar tmica descrita en la literatura entre el pH y el contenido en CO del agua se ve corroborada con los datos obtenidos para las aguas desaladas a la salida del bastidor El agua desalada tiene un LSI inferior a 4 por lo que tiende a disolver el carbonato c lcico Tambi n presenta el riesgo de problemas de corrosi n por su mayor contenido en clo ruros 60 200 mg CT L y sulfatos 2 5 7 mg SO respecto al de bicarbonatos 2 4 mg HCO L El pH del agua desalada se equilibra r pidamente con el contenido en CO de la atm sfera por lo que debe ser ana lizado con cuidado y preferentemente in situ En equilibrio con la atm sfera el pH del agua osmotizada est entre 6 9 y 7 0 y el contenido en CO alrededor de 0 3 mg CO L El LSI se mantiene alrededor de 4 La turbidez del agua osmotizada est alrededor de 0 2 NTU pudiendo considerarse valores superiores como indicativo de problemas en las instalaci
14. Tabla 3 1 var a seg n la alcalinidad 1 e bicarbonatos del agua desalada Tal y como se indica en la Figura 3 13 para un agua con una alcalinidad de 1 5 mg CaCO se requiere una dosificaci n del orden de 18 mg CO L La dosificaci n de CO funciona bien con inyecci n directa tuber a con flujo descendente La velocidad del agua en la tuber a de inyecci n debe mantenerse en 0 07 0 02 m s para as evitar el arrastre de las burbujas La presi n dife rencial entre el agua y la del gas debe ser del orden 0 25 bares Una mayor presi n diferencial incrementa el tama o de las burbujas dentro del agua El tiempo de contacto entre el punto de inyecci n y la entrada a los lechos de calcita se puede reducir hasta unos 3 segundos siempre que se respe ten las condiciones anteriores No se recomienda la dosificaci n de CO en tuber a hori zontal dado que las burbujas tienden a subir r pidamente a la pared superior y avanzar arrastradas con el agua La colocaci n de un mezclador en la dosificaci n horizontal implica una p rdida de carga y no se han podido encontrar datos experimentales que justifiquen esta soluci n La dosi ficaci n de parte del caudal a mayor presi n 2 6 bares es energ ticamente costosa por lo que es poco frecuente en las desaladoras 5 3 Remineralizaci n con Ca OH CO El aporte de dureza y alcalinidad se realiza en el agua desa lada seg n la reacci n HO 2CO Ca 2 HCO 2 C
15. aguas de permeado Combinaci n de los datos de la Fig 1 7 y Fig 1 8 7 0 7 5 tendencia extrema a producir corrosi n por picadura de las conducciones de hierro o acero desprotegido En el Cap tu lo 2 de esta Gu a se incluye m s informaci n sobre el ndice de Larson Skold y su interpretaci n 1 3 8 SAR El valor medio del SAR o ndice de absorci n de sodio del agua osmotizada est alrededor de 9 Esto apunta a un agua que puede causar da os no s lo al suelo sino tambi n a algunos cultivos por exceso de sodio respecto al calcio y al magnesio Por tanto conviene corregir este aspecto bien con una remineralizaci n o con la adici n de calcio y magnesio directamente con los fertilizantes M s infor maci n sobre el SAR puede obtenerse en el Cap tulo 2 de esta Gu a 1 3 9 pH en equilibrio con la calcita Por ltimo en la Tabla 1 1 se presenta el pH de equilibrio con la calcita Seg n estos datos y tal como se ver m s adelante a lo largo de esta Gu a ninguna de las aguas desa ladas de la Tabla 1 1 contienen suficiente CO a la salida del bastidor para completar un proceso de remineralizaci n de forma adecuada En cualquier caso el contenido en CO del agua osmotizada depende del pretratamiento de la smosis inversa 12 17 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS 1 4 Conclusiones El agua desalada responde generalmente a una soluci n con un contenido en STD alrededor de 280 mg L y con un conte
16. celda alcanza hasta los 20 000 m d La Figura 5 12 ilustra el aspecto exterior de una celda tradi cional de flujo descendente Para los lechos ascendentes y de altura constante esto es con alimentaci n en continuo la capacidad de tratamien to de las celdas rectangulares no supera generalmente los 8 000 m d y para los dep sitos circulares los 2 500 m d 3 m de di metro Las Figuras 5 13 y 5 14 ilustran un ejemplo del dise o de los lechos de calcita de altura constante La Figura 5 15 muestra la zona de carta de los silos de cal cita de una planta de flujo ascendente y altura constante 61 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS 10 64 m Figura 5 13 Planta de lechos de calcita donde se ilustra de forma esquem tica la recuperaci n de aguas turbias de los contralavados Figura 5 14 Secci n transversal de las celdas de calcita de flujo ascendente y altura constante donde se ilustra la alimentaci n y la recogida de aguas turbias y remineralizadas Figura 5 15 Vista de la zona de carga de los silos de calcita de una planta de calcita de flujo ascendente y altura constante 5 2 8 Dosificaci n de CO Generalmente es necesario un cierto aporte de CO al agua desalada para poder realizar una adecuada remineraliza ci n Tal y como se indica en la Secci n 3 3 5 del Cap tulo 3 de esta Gu a la dosificaci n de CO para alcanzar el ob jetivo de remineralizaci n propuesto en la
17. con la atm sfera se han hecho dos simulaciones matem ticas del proceso de remineralizaci n En primer lugar se utiliz un agua desalada 200 mg TDS L pH 6 2 0 5 mg Ca L 4 5 mg CaCO3 L 20 C y se aumen t el pH con Na OH con el fin de demostrar que la falta de calcio es un factor insalvable que no permite llegar a conse guir un LSI de cero por mucho que se aumente el pH Los resultados aparecen en la Figura 3 3 Como puede comprobarse a una concentraci n de CO de 0 7 mg L donde el agua estar a en equilibrio con la atm sfera el pH del agua alcanza el valor alrededor de 7 y el LSI permanece negativo alrededor de 4 a 3 Se observa tambi n que el pHsat y el pHeq no llegan a cruzarse aunque el pH alcance el valor de 9 El cruce se produce a pH 12 pH pHst 9 CO 15 pHeq pH pHeq pHsat mg COJL 1 51 Lh pH Figura 3 3 Evoluci n de distintos pH y del LSI del agua desalada con la adici n de Na OH En segundo lugar se utiliz un agua remineralizada con 300 mg TDS L 22 mg Ca L 60 mg CaCO L de alca linidad 20 y a pH 7 y se fue aumentando el pH con Na OH con el fin de ver igualmente la evoluci n del pHsat pHeq y el LSI En la Figura 3 4 se observa en este caso que el pHsat pHeq y pH del agua se cruzan en un valor pr ximo a 8 2 donde el LSI es cero y que a este pH el contenido en CO est alrededor de 0 7 mg CO L Luego sta ser an las condiciones donde en teor a est
18. damente a 0 56 mg CO L CO L O 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s de la recogida de la muestra Figura 3 1 Evoluci n del CO del agua remineralizada de varias desaladoras con infradosificaci n de 33 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N 2 2A 2 0 2A B 2B O 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s de la toma de la muestra Figura 3 2 Evoluci n del CO del agua remineralizada de varias desaladoras con ligera sobredosificaci n de CO En la Figura 3 1 se muestran una serie de plantas donde el CO de salida es inferior a 0 7 mg CO L lo que da a entender que no se ha dosificado suficiente CO y se ha con sumido todo durante el proceso de remineralizaci n Por tanto el agua tiende a absorber CO de la atm sfera hasta equilibrarse con ella En la Figura 3 2 el fen meno es al rev s Aqu el contenido en CO a la salida de la remineralizaci n es superior al de la atm sfera Por tanto se produce una p rdida de CO del agua hasta que llega a equilibrarse Comparando los datos de las Figuras 3 1 y 3 2 con los de las Figuras 1 5 y 1 6 del Cap tulo 1 se observa que el pH de equilibrio del agua desalada est alrededor de 0 3 mg COL en lugar de 0 7 mg COL como ocurre con el agua remineralizada 3 3 2 Simulaci n matem tica de la remineralizaci n Para analizar mejor este fen meno de interacci n del agua desalada y remineralizada en equilibrio
19. de la toma de la muestra Figura 3 9 Evoluci n del HCO del agua remineraliza da de varias desaladoras con infradosificaci n de CO LSI O 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s de la toma de la muestra Figura 3 10 Evoluci n del LSI del agua remineralizada de varias desaladoras con infradosificaci n de CoO mg L O 36 72 108 144 180 216 252 285 324 360 Horas despu s de la toma de la muestra Figura 3 11 Evoluci n del HCO del agua remineralizada de varias desaladoras con ligera sobredosificaci n de CO 0 2 2 2B 2B LSI gt O 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s de la toma de muestras Figura 3 12 Evoluci n del LSI del agua remineralizada de varias desaladoras con ligera sobredosificaci n de CO 3 3 5 Relaci n entre de la alcalinidad y la dosificaci n de CO La Figura 3 13 ilustra la relaci n entre la alcalinidad de un agua remineralizada y la dosificaci n requerida de CO asumiendo que no hay p rdida de CO despu s de la salida del bastidor de smosis inversa y que la eficiencia es del 100 Estos datos se han obtenido por simulaci n matem tica y un agua con TDS 180 mg L 1 5 mg Ca 7L y 20 Estableciendo un pH objetivo de 8 2 y un contenido en CO despu s de la remineralizaci n de 0 7 mg CO L Como ha podido verse anteriormente en condiciones nor males la alcalinidad del permeado suel
20. de los resultados La selecci n del m todo adecuado para el an lisis de la al calinidad debe hacerse de acuerdo con el nivel esperado de alcalinidad del agua De no hacerlo puede sobreestimarse considerablemente el contenido en CO especialmente en las aguas sin remineralizar 0 RESUMEN Y CONCLUSIONES 7 Simulaci n de mezclas de aguas Los modelos de simulaci n de mezclas estiman con una precisi n de un 9096 9596 los resultados de los an lisis de laboratorio Las simulaciones permiten afirmar que no se debe a adir m s del 15 de agua desalada a un agua remineralizada con una alcalinidad de 60 mg CaCO L dado que el LSI de la mezcla ser entonces menor de 0 5 Los c lculos realizados con mezclas de aguas continentales bicarbonatadas y agua desalada sin remineralizar indican que en algunos casos se puede a adir hasta un 50 de agua desalada sin que el LSI llegue a ser menor que 0 5 Manuel Hern ndez Su rez Ph D M Sc Dipl Ing Director de la Fundaci n Centro Canario del Agua 19 de Junio de 2010 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS 1 1 Introducci n En Espa a las aguas desaladas de agua de mar proceden pr cticamente en su totalidad de plantas de smosis inversa Por tanto en esta Gu a siempre que se dice agua desalada se refiere al agua osmotizada de desaladoras de agua de mar La composici n del agua osmotizada var a seg n el tipo de plan
21. el RD 140 2003 no especifica si se debe utilizar el m todo simplificado o el SM2330 se sobreentiende que el m todo oficial deber ser el SM2330 2 9 ndice de Larson Skold Es similar a la norma DIN 50930 ver m s abajo y tambi n indicativo del potencial de corrosi n por picadura El ndi ce de Larson SkoldP se calcula como sigue Lal SO HCO CO Donde los criterios de valoraci n son Lal gt 1 2 Corrosi n elevada 0 8 Lal 1 2 Corrosi n significativa Lal lt 0 8 Sin riesgo de corrosi n 2 10 Normas DIN Existen una serie de normas industriales alemanas DIN que desarrollan criterios parecidos al SM2330 y al ndi ce de Larson Skold Estas son la DIN 4046 y la DIN EN 12502 se asemeja al SM2330 y se refiere a la capacidad del agua para disolver la calcita y los riesgos de corrosi n para distintos materiales Por su parte la DIN 50930 referente al riesgo de corrosi n por picadura es similar al ndice de Larson Skold A nivel internacional solo la DIN 50930 se aplica en algunos casos Esta norma establece el valor de S como S C1 42 S0 HCO y recomienda S 1 para minimizar los riesgos de corrosi n por picadura 2 11 Indice de Ryznar Es un ndice de car cter emp rico pensado para aguas continentales pero que no aporta realmente informaci n adicional para las aguas desaladas y remineralizadas RSI 2 pHsat pH Los criterios de evaluaci n son RSI 9 0 Into
22. equilibrio CO lt gt lt gt CO y para un agua desalada normal pH 6 0 1 5 mg HCO L 3 mg CO L 200 mg STD L y 20 Tal y como ilustra el diagrama el proceso de la reminera lizaci n hace aumentar el contenido en bicarbonatos hasta los 75 mg L consumiendo el CO hasta dejarlo de 0 7 mg L Por tanto en equilibrio con la atm sfera Este aumento en bicarbonatos va acompafiado de un aumento en el pH En el caso supuesto hasta pH 8 2 La Tabla 5 1 ilustra las distintas t cnicas de remineralizaci n Aunque la Tabla 5 1 se ala cinco t cnicas para la remineraliza ci n las m s utilizadas en la pr ctica son realmente la 1 y la 2 pH 8 2 E 10095 2 no 75 mg rE Agua remineralizada LI i i E a E E m m a eb gt m F ii a L I X3 ni ia E i j is E 50 FOSO 15 1 X oim A T m DU ll po A neta i ia a A o Y im ol z 15 osmotizada Ai ERN OQ PEI 1 5 mg HCOs L 3 0 mg 0 7 mg COL E L a ma Temmmmealizads p H I 6 0 0 r LM HM m mmu Hn Agua remineralizada 2 4 8 10 12 14 pH Figura 5 1 Aspectos del equilibrio CO lt gt HCO en el proceso de remineralizaci n del agua os
23. la temperatura para los lecho de calcita de flujo ascendente 5 5 2 4 P rdida de carga del lecho y fluidizaci n La fluidizaci n del lecho es a veces necesaria para la rea lizaci n de la limpieza de finos La Figura 5 10 ilustra la relaci n entre la velocidad ascensional y la perdida decarga para un lecho de calcita de 1 3 mm de di metro de par t culas De acuerdo con estos datos la expansi n del lecho comienza a los 30 m h y la fluidizaci n completa se alcanza a partir de los 50 m h 110 E 2 88 E 5 66 E 5 amp 44 22 E R 0 9888 5 o 0 10 20 30 40 50 60 Velocidad ascensional Figura 5 10 Relaci n entre la p rdida de carga y la ve locidad ascensional para los lechos de calcita de flujo ascendente y 1 3 mm de di metro de part culas 59 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Para obtener un agua con una turbidez menor de 1 NTU despu s de los contralavados hay que mantener el caudal nominal 10 16 m h unos 30 45 minutos El mismo tiempo es el que se necesita para volver a la normalidad cuando se aumenta de forma repentina el caudal del agua por la entra da en funcionamiento de un nuevo rack de smosis inversa La Figura 5 11 ilustra esta evoluci n 15 0 13 5 12 0 10 5 9 0 Ts 6 0 4 5 3 0 1 5 0 Turbidez NTU 0 10 20 30 40 Minutos despu s del arranque del bastidor Calidad de la calcita 1 3mm con gt 4 finos O 1 3 mm con gt
24. lectura aproximada mente 30 segundos y tomar el dato No esperar m s tiem po puesto que el CO var a y el pH tambi n El pHmetro debe ser calibrado no s lo a 4 y 7 sino tam bi n a 9 5 10 4 e La alcalinidad debe ser analizada seg n el SM 2320B5 A continuaci n se incluye un resumen del m todo SM 2320B para la medici n de la alcalinidad por titulaci n En el an lisis de alcalinidad por volumetr a los pH finales de valoraci n de una muestra vienen en funci n del conte nido de la misma en alcalinidad total TAC 1 Para muestras de valores menores de 20 mg CaCO L la f rmula a aplicar ser la siguiente 2B C x N x 50 000 Alcalinidad mg CaCO L muestra ml Donde B ml titulante para pH 4 6 C ml titulante para pH 4 3 0 3 unidades de pH de di ferencia N normalidad del cido est ndar 2 Para muestras de valores mayores de 20 mg CaCO l la f rmula a aplicar ser la siguiente A x N x 50 000 Alcalinidad mg CaCO L muestra ml Donde A ml utilizados de cido est ndar para llegar al pH final N normalidad del cido est ndar 6 PROCEDIMIENTO DE MUESTREO Y donde los pH finales dependiendo de los valores de alcalinidad ser n Para muestras de 20 30 mg CaCO L el pH final es de 49 e Para muestras de 30 150 mg CaCO L el pH final es de 4 6 Para muestras de 150 500 mg CaCO L el pH final es de 4 3 6 7 Recomendaciones a tener en cuenta No se debe
25. negativo del LSI 2330 apunta al hecho de que el agua desalada mantiene la tendencia a disolver el carbonato c lcico en un sistema abierto La Figura 1 9 por su parte ilustra la relaci n entre el pH y el LSI 2330 utilizando los datos de las Figuras 1 7 y 1 8 Se observa una relaci n clara entre ambos par metros M s detalles sobre el c lculo del ndice de Langelier LSI 2330 y su significado puede obtenerse en el Cap tulo 2 de esta Gu a Figura 1 5 Evoluci n del conte nido en CO despu s de la toma H 3B de muestras para las aguas de jd E permeado i Las muestras se mantuvieron ex puestas a la atm sfera y agitadas suavemente en el laboratorio des pu s de recogidas 324 360 Figura 1 6 Evoluci n del conte nido en CO despu s de la toma de muestras para las aguas de 3B permeado Mismos datos que la z Figura 1 5 pero con la escala de CO reducida Las muestras se mantuvieron expuestas a la atm s fera y agitadas suavemente en el laboratorio despu s de recogidas Figura 1 7 Evoluci n del pH 24 despu s de la toma de muestras a para las aguas de permeado Las muestras se mantuvieron expues tas a la atm sfera y agitadas sua vemente en el laboratorio despu s de recogidas EEEE 360 15 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS L51 2330 La L 0 36 72 108 144 130 216 2152 Tiempo despu s del muestreo horas 51 2330 5 0 55 6 0 6 5 pH 1 3 5 Sobre los s lido
26. obtenidas por medio de simulaci n matem tica TABLA 4 2 ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE EL C LCULO DEL LSI UTILIZANDO PARA LA RELACI N 3 Y EL CA ALK 2 gt y COMPARADO CON LOS AN LISIS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO Planta n fecha 3A 1 06 09 3A 11 06 09 11 06 09 2B 03 06 09 2B 23 06 09 6 27 05 09 6 19 05 09 lO Lab Cal Lab Cal Lab Cale Lab Cale Lab Cal Lab Calc Lab memeco pue rer rer o9 ox ox om om is 1 1 v El valor de la Alk ha sido estimado a partir de la CE dado que el m todo empleado en el laboratorio no permiti determinar con precisi n valores de alcalinidad lt 5 mg CaCO 47 4 3 1 C lculo indirecto del LSI a partir del cociente ACE AAIk De acuerdo con la Figura 4 2 ACE AAIk 2 976E x 0 0006x 1 84 3 P 25 0 25 0 A continuaci n el calcio del agua remineralizada se ha esti mado como 12 5 El pH y la temperatura son los medidos in situ Los resultados aparecen en la Tabla 4 1 y la correlaci n en tre los valores de LSI calculados y del laboratorio aparecen en la Figura 4 3 0 6 ira y 1 0516x 0 0011 R 0 9259 0 2 a 4 2s a __ O o o y x 1 2 1 00 0 60 0 20 0 20 0 60 LSI 2330 calculado Figura 4 3 Relaci n entre el LSI calculado seg n los criterios del p rrafo 4 3 1 y seg n los
27. oes Down o o Eo Ew how a asa pom ew a o o e wa o9 CIO o9 oe qo T Emo ra ome O s ms o9 Ewa o9 o9 o9 o9 T os qo o Dee em oem o om sm sm om s f e ow o9 o o9 dL Bw oem o9 ow os os mamo owe s so ow Jo EI ha sido estimado a partir de la CE y las especificaciones de las membranas dado que el m todo empleado en el laboratorio no permiti determinar con precisi n valores lt 6 mg HCO L 1 El CO se ha calculado a partir de los valores de STD HCO pH y temperatura 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS TABLA 1 1B CARACTER STICAS GENERALES DE LAS PLANTAS DESALADORAS DE LA TABLAS 1 1 Y 1 2 Sept 2003 Ago 2007 Ene 2007 Nov 2006 Feb 2003 Ca OH CO Ca OH CO con saturador con saturador Dositicaci n en Dostticaci n en dep sito dep sito Simulaci n programa de membranas Fecha de puesta en marcha Oct 2002 Feb 2008 Edad media de las membrranas a os aprox Datos esperados inicialmente Ca OH CO sin saturador Dosificaci n en tuber a Ca OH CO sin saturador Dosificaci n en dep sito Ca OH CO con saturador Dosificaci n en dep sito Ca OH CO sin saturador Dosificaci n en dep sito Tipo de postratamiento Drenes costeros mezclada Pozos costero
28. toma de muestras conservaci n y an lisis de pH de las aguas desaladas y remineralizadas La Figura 6 1 ilustra el procedimiento de la toma de muestras 6 2 Material Un cubo de pl stico de unos 15 litros Una botella de cristal de boca ancha con un buen cierre estanco mejor de laboratorio limpia y seca Tres o cuatro metros de manguera flexible y de pared gruesa 6 3 La toma de muestra 1 Conectar la manguera flexible directamente a la llave de toma de muestra del permeado o del agua remineraliza da y llevarla hasta el fondo del cubo Abrir despacio y dejar que el cubo se llene lentamente Evitar que el agua salga a demasiada presi n y que provoque turbulencias 2 Llenar el cubo y dejarlo rebosar durante aproximada mente 1 minuto 3 A continuaci n introducir lentamente la botella hasta el fondo del cubo boca abajo y luego girarla lentamente en el fondo del cubo para que se llene lentamente 4 Esperar hasta que la botella se llene totalmente y salga todo el aire que tenga dentro 5 Tapar bien debajo del agua y sin dejar burbujas dentro de la botella 6 Sacar la botella del cubo y darle la vuelta para compro bar que no tiene c mara de aire En caso contrario repe tir la toma de muestra En caso de no disponer de cubo y de tener que tomar la muestra directamente del grifo de salida hacerlo con poco caudal y dejando en la boca de la botella un menisco po sitivo para que al cerrarla no quede c mara de
29. ver la diferencia entre el LSI simplificado y el LSI del SM2330 El an lisis de estas diferencias para las aguas desaladas y remineralizadas aparece en las Tablas 2 6 y 2 7 respectivamente De acuerdo con estos datos existe una diferencia 0 2 puntos entre ambos m todos de c lcu lo independientemente si se trata de aguas desaladas o de aguas remineralizadas TABLA 2 6 AN LISIS COMPARATIVO ENTRE EL C LCULO DELLSI POR EL M TODO SIMPLIFICADO Y POR EL 5M2330 PARA AGUAS DESALADAS Pepe repe peus 1 2 2 3B 4 TABLA 2 7 AN LISIS COMPARATIVO ENTRE EL C LCULO DELLSIPOR ELM TODO SIMPLIFICADO Y POR EL SM2330 PARA AGUAS REMINERALIZADAS 2 2B 3A 3B pa am um um am ae o seso en m se o o 2 5 5 Sobre el valor de los STD El LSI simplificado el 5M2330 lo permite tambi n uti liza los STD en lugar de CE por lo que puede llegarse a pensar que esta relaci n es importante para el LSI La Tabla 2 8 ilustra los valores medios del cociente STD CE para las aguas desaladas y remineralizadas de cuatro de las plantas estudiadas 51 bien se ha demostrado que no hay pr cticamente diferen cia para la obtenci n de los valors de STD se ha utilizado la suma de aniones y cationes en lugar del procedimiento de desecaci n a 180 atendiendo a que puede considerarse m s fiable este m todo Por otro lado un an lisis del LSI con m todo simplificado con valores STD de 0 47 o de 0 56 d
30. ver texto para los detalles de la simulaci n 0 0 60 1 20 1 80 2 40 3 00 0 6 20 Tiempo de contacto minutos LSI Figura 5 7 Evoluci n del LSI y el tiempo de contacto en minutos para un lecho de calcita de flujo ascendente ver texto para los detalles de la simulaci n 5 2 3 Efecto de la temperatura En algunos casos conviene ajustar el tiempo de contacto a condiciones de temperatura m s extremas 0 0904x 6 9249 amp 3 o R 0 8623 E 8 0 5 6 pa Eu 78 7 5 7 2 4 6 8 I0 12 14 16 TCC Figura 5 8 Relaci n entre pH y la temperatura del agua para un lecho de calcita con un tiempo de contacto de 12 3 minutos y velocidad ascensional de 12 8 m h La ca da de temperatura produce un descenso en la veloci dad de reacci n y por tanto en el rendimiento de los lechos de calcita La Figura 5 8 ilustra este descenso para un lecho de calcita con 12 3 min de EBCT y a velocidad ascensional de 12 8 m h Los datos muestran que para un EBCT de 12 3 minutos el pH y por consiguiente la remineralizaci n alcan zada desciende linearmente con la temperatura La Figura 5 9 ilustra la correlaci n 5 entre la tempera tura y el tiempo de contacto para alcanzar un pH de 8 2 en las aguas desaladas Esta curva est contrastada con datos de la literatura y la experiencia pr ctica de este autor EBCT minutos para alcanzar pH 8 2 0 2 10 15 20 25 30 T CC Figura 5 9 Relaci n entre EBCT y
31. 250 yS cm y 700 uS cm respectivamente 25 0 El valor de Ca del agua remineralizada puede calcularse partir de la raz n Alk 2 5 Los valores de pH y T deber n ser los tomados in situ trav s de los equipos de medida colocados en l nea Una vez obtenidos todos los par metros el m todo de c l culo del LSI o debe ser el SM2330 Este procedimiento permite estimar el LSI con una aproxi maci n de 0 05 en el rango en que se opera en las plantas desaladoras LSI 0 5 De acuerdo con el estudio realizado y para alcanzar los niveles ptimos apuntados en la Tabla 4 1 el incremento de alcalinidad deber de ser al menos 55 mg CaCO L Lo que implica que el incremento de CE causado por la remineralizaci n deber estar en el rango ACE 85 97 yS cm Para el c lculo del SAR se puede asumir que Alk 2 5 Mg 2 5 mg L Na mg L 0 1549 x 0 2137 25 0 Las condiciones de muestreo deben optimizarse para evitar la p rdida de CO y obtener valores de pH y temperatura lo m s pr ximos a las condiciones de operaci n antes y des pu s del sistema de remineralizaci n 5 T cnicas de remineralizaci n El an lisis de las t cnicas de remineralizaci n demuestra que tanto la t cnica de lechos de calcita como de lechada de cal tienen un alto nivel de desarrollo El menor consumo de CO y la menor complejidad del proceso apuntan a que 5 los lechos de calcita son una t
32. DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS 2 1 Introducci n Los criterios de calidad que se utilizan en la pr ctica para evaluar las aguas continentales tienen aplicaci n tambi n en la valoraci n de las aguas desaladas y remineralizadas En este cap tulo se resumen los criterios m s importantes de acuerdo con trabajos extra dos de la literatura y se analiza su aplicaci n a las aguas desaladas y reminerali zadas en base a datos procedentes de plantas en funcio namiento 2 2 Materiales y m todos En primer lugar se ha realizado una revisi n bibliogr fica sobre la evaluaci n de las aguas corrosivas y proporcional mente ricas en cloruro s dico Por otro lado se han recogido datos de diferentes desala doras y embalses de distribuci n para analizar la bondad de los diversos criterios de evaluaci n as como analizar la necesidad de adaptar los par metros de correlaci n con base emp rica de algunos ndices de corrosi n a las caracte r sticas de las aguas desaladas y remineralizadas 2 3 Dureza Originalmente la dureza del agua se entend a como la me dida de la capacidad del agua para precipitar el jab n Pos teriormente se descubri que el jab n se precipitaba debido a la presencia en el agua de calcio y magnesio Otros cationes polivalentes tambi n pueden hacer precipi tar el jab n pero generalmente est n en forma comp
33. Manuel Hernandez Suarez ACE AAlk LSI Gu a para la remineralizaci n de las aguas desaladas mg Ca L EBCT minutos AGRADECIMIENTO En primer lugar agradecer a Acuamed la publicaci n de esta Gu a en nombre m o y en el de la Fundaci n Centro Canario del Agua por darnos la oportunidad de realizar este trabajo Agradecerle a Jaime de Miguel por su supervisi n y a Miguel Garc a por su dedicaci n en la correcci n del texto Tambi n a Nicolas Urgoiti por sus tiles comentarios al texto original Nuestro agradecimiento a Jos L zaro Arias y a Gonzalo Albaladejo del laboratorio de los Canales del Taibilla por su apoyo en los trabajos de muestreo y an lisis de aguas Tam bi n a Mar a Isabel Parra por su dedicaci n en los trabajos de campo y de laboratorio Por ltimo a John Kennedy por su excelente traducci n al ingl s Manuel Hern ndez Su rez Ph D M Sc Dipl Ing Director de la Fundaci n Centro Canario del Agua 18 de noviembre de 2009 Nota aclaratoria a la 2 edici n En enero de 2010 se public la primera edici n de esta Gu a Durante la revisi n de la misma se ha constatado que el m todo empleado en el laboratorio para el an lisis de la alcali nidad del agua de permeado no permit a determinar con pre cisi n valores inferiores de 5 mg CaCO L Analizado este problema se observ que el valor medio de la alcalinidad del permeado que aparece en la Tabla 1 1 debiera ser del orden
34. O DE REMINERALIZACI N CO mg L 0 7 x 0 1 41 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N Existe la opci n de a adir m s CO para aumentar la al calinidad y la dureza pero que entonces el CO remanente ser excesivo para estar en equilibrio con la atm sfera y se perder en algunas horas haciendo subir el pH y obteniendo de esta forma un LSI positivo El efecto de los cambios de temperatura en el LSI en los rangos de trabajo en las plantas desaladoras es del orden de 0 1 LSI En muchas redes de distribuci n se requieren valores de LSI entre 0 1 y 40 5 con el fin de proteger las instalaciones Esto se consigue aumentando ligeramente el pH despu s del postratamiento de calcita con la adici n de Na OH 2 4 mg NaOH L En las instalaciones Ca OH se consigue por medio una ligera sobredosificaci n de Ca OH En algunas ocasiones limitaciones t cnicas en el control de la dosifica ci n exacta de Ca OH puede generar un incremento de la turbidez por encima de 1 NTU 3 5 Referencias 1 TILLMANS J AND HEUBLEIN O Investigation of the Carbon Dioxide Which Attacks Calcium Carbonate in Natural Waters Gesundh Ing Ger 35 669 1912 2 KEVIN RAFFERTY Scaling in geothermal heat pump systems Geo Heat Center GHC Bulletin March 2000 3 ROBERT R CAVANO Scranton Associates Incor porated Saturation Stability and Scaling Indices Co rrosion 2005 Paper No 05063 en www nace org 4 WATER PRO Schott S
35. a agua permanecer estable con la atm sfera conservando adem s el LSI igual o muy pr ximo a cero pH 9 0 8 1 7 1 6 2 5 4 4 3 3 3 2 4 1 4 0 5 0 5 CO LSI pHeg pHsat pH pHeq pHsat mg COL LSI 70 72 74 75 77 79 8 1 82 84 86 8 6 pH Figura 3 4 Evoluci n de los distintos pH y del LSI con la adici n de Na OH a un agua con 20 mg L Ca 60 mg L CaCO 20 C inicialmente a pH 7 En la siguiente simulaci n se han dosificado distintas canti dades de CO a un agua desalada y dej ndola en equilibrio con calcita hasta que alcanzase el pHsat y por tanto LSI de cero En la Figura 3 5 se muestra que la evoluci n del pH Ca y CO en aguas con distinto grado de remineralizaci n y en equilibrio con la calcita esto es el LSI 0 25 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N Se observa que en situaci n de equilibrio LSI igual a cero el valor de 0 7 mg 7 mg L en la escala de la Figura 3 5 se corresponde con una alcalinidad de 64 mg CaCO L un pH de 8 24 y 24 7 mg Ca L Valores que concuerdan como era de esperar con los de la Figura 3 4 Ca epHat 9COoxlO 28 0 AO 224 i 0 4004 0 8614 7 19 6 AE D e 168 14 0 4 11 i 13 003 0 109 y 8 168 6 3 2868 279 2 8 0 0 8 15 23 30 38 45 53 00 68 75 Alcalinidad mg CaCOy L Figura 3 5 Simulaci n de la composici n de las aguas con distintos grado de remineralizaci
36. a alcalinidad se recomien da literatura espec fica 5 En la Tabla 2 5 se resumen los criterios de valoraci n para la alcalinidad Seg n los datos de las Tablas 2 1 y 2 2 las aguas desaladas tiene una alcalinidad muy baja y las remi neralizadas una alcalinidad media TABLA 2 5 TABLA DE VALORACI N DE LA ALCA LINIDAD DE LAS AGUAS EN MG CaCO L 2 5 ndice de saturaci n o de Langelier Wilfred F Langelier fue uno de los primeros que investig cual deber a ser el pH del agua que permite garantizar que el CaCO no se precipita ni se disuelve Estableci la siguiente reacci n de partida CaCO s H lt gt Ca 1 Y postul que para que la concentraci n de CaCO s per maneciera constante deber a de cumplirse la igualdad kCaCO Ca HCO H Sacando logar tmos y despejando pHsat pCa pHCO pKCaCO 2 Donde pHsat pH de saturaci n es el valor te rico en el que so luci n estar a saturada de calcita y en unas condiciones de equilibrio qu mico en el que la calcita ni se disuelve ni se precipita En estas condiciones de equilibrio no se produ cen cambios en la alcalinidad el contenido en calcio o los s lidos disueltos pCa logaritmo negativo de la concentraci n de Ca expre sados en mg CaCO L 1 mg Ca L 2 497 mg CaCO L pAlk logaritmo negativo de la alcalinidad hasta el anaran jado de metilo y expresada en mg CaCO L La alcalinidad medida con la heliantina o n
37. aguas de saladas con aguas remineralizadas para intentar reducir el tama o de la unidad de remineralizaci n aunque mante niendo el criterio LSI gt 0 5 Este cap tulo valida primeramente resultados de dos mo delos de simulaci n de mezclas A continuaci n utilizando el que mejor predice los resultados se analizan distintas proporciones de mezcla de agua desalada y remineralizada Por ltimo se realiza un estudio de mezclas de permeado con aguas continentales 7 2 Materiales y m todos Se han utilizado dos programas de mezclas Water Pro y Softmix Los datos para la validaci n se han recopilado de los archivos del laboratorio de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla MCT en Cartagena 7 3 Resultados de la validaci n de programas de simulaci n de mezclas Los resultados de la validaci n de la mezcla con el progra ma Water Pro aparecen en las Figuras 7 1 a 7 4 para el cal cio la alcalinidad el pH y el LSI 2330 respectivamente 110 0 E y 0 82588x 13 822 E 97 5 a R 0 0833 E 85 0 a eb B 725 60 0 600 7258 850 975 100 mg Ca L medido Figura 7 1 Relaci n entre el calcio medido y calculado para las mezclas de aguas de la MCT utilizando Water Pro 200 175 150 125 Alk calculada mg CaCO 100 100 125 150 175 200 Alk medida mg CaCO L Figura 7 2 Relaci n entre la alcalinidad medida y calcu lada para las mezclas de agua de la MCT utilizando Water Pro
38. aire dentro de la botella La Figura 6 1 ilustra el procedimiento de la toma de muestras 6 4 Conservaci n de la muestra e En caso de analizarse en el momento o en menos de 1 hora procurar conservar siempre la botella algo m s fr a a la que estaba el permeado en el momento de muestreo No exponerla al sol ni dejar que se caliente En el caso de que las muestras deban almacenarse para analizarse otro d a las muestras deben conservarse a tem peratura algo inferior a la del permeado 6 5 Etiquetado de la muestra Poner en la etiqueta lugar fecha hora y observaciones espec ficas como medidas in situ de temperatura CE y pH Conviene anotar el nombre de la persona que toma la muestra y la transporta hasta el laboratorio para mantener un protocolo de cadena de custodia 6 6 Procedimiento de an lisis en el laboratorio Sacar la botella de la nevera y dejarla atemperar el tiempo necesario para que quede aproximadamente a la tempera tura algo inferior a la medida en la planta Durante ese tiempo no agitarla Darle la vuelta a la botella un par de veces solamente Para medir el pH abrir la botella que ser de boca ancha a ser posible e introducir directamente la sonda de pH e Agitar muy suavemente la sonda o la botella unas 4 5 veces No introducir ning n agitador en la botella ni agi tar demasiado fuerte El objetivo es que no se altere el contenido en CO 69 Dejar entonces que se estabilice la
39. ajo en bicarbonatos 1 3 mg Por ello peque os cambios en el contenido en CO hacen variar el pH de forma sustancial As por ejemplo un permeado normal a 17 con un pH de 5 8 y una alcalinidad de 0 97 mg HCO contiene alrededor de 3 6 mg CO L El mismo permeado aireado pierde CO hasta 1 1 mg L con lo que el pH pasa a ser de 6 3 El CO act a como un cido Cuando el agua absorbe CO el pH disminuye y cuando pierde CO el pH aumenta El contenido en CO del aire en condiciones normales de pre si n y temperatura es del orden de 0 58 mg CO L La p rdida o absorci n de CO pueden ocurrir tanto en la toma de muestra como durante su conservaci n por la exis tencia de una c mara de aire o en el procedimiento de an lisis cuando ste conlleva alg n tipo de agitaci n En las aguas remineralizadas los valores de HCO suelen estar alrededor 60 70 mg L Esto hace que el agua est me jor tamponada por lo que es menos proclive a sufrir grandes cambios durante el muestreo Sin embargo para los casos en que el agua tiene un exceso de CO despu s de la re mineralizaci n puede haber una p rdida del mismo si se utiliza un procedimiento anal tico que conlleve agitaci n En estos casos el pH medido ser probablemente mayor que el real Con el fin de minimizar la p rdida o absorci n de CO y de uniformar lo m s posible los resultados entre diversos laboratorios se recomienda el siguiente procedimiento para la
40. al Quality of Water to Corrosion of Steel and Cast Iron 1958 Illinois State Water Survey Champaign IL pp 43 46 ill ISWS C 71 J W RYZNAR A new index for determining amount of scale formed in water Journal of the American Water Works Association V36 2 pp 472 486 1949 R PUCKORIUS AND J M BROOKE A new prac tical index for calcium carbonate scale prediction in cooling systems Corrosion pp 280 284 April 1991 http www infoagro com riegos diagnostico aguas htm consultada el 10 de noviembre 2009 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 2320B Alkalinity Titration Method 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 21 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N 3 1 Introducci n Se entiende por remineralizaci n el conjunto de t cnicas que logran aumentar la dureza y la alcalinidad del agua has ta valores que procuran un ndice de saturaci n tambi n llamado de Langelier LSI igual o pr ximo a cero y en equilibrio con la atm sfera La concentraci n de CO de un agua en equilibrio con el CO de la atm sfera define de forma natural el pH y la com binaci n de carbonatos y bicarbonatos que corresponde con dicho pH En los sistemas abiertos cuando el contenido en CO del agua es superior al que debiera estar en equilibrio con el aire el CO se escapa ala atm sfera y el pH aumenta Por el contrario si el contenido en CO es inferior al
41. aranja de metilo implica que el viraje se realiza a un pH de 4 3 aproximadamente y corres ponde a todos los carbonatos y bicarbonatos Se acepta que si el pH lt 9 toda la alcalinidad es debida al bicarbonato y 1 mg HCO L 1 22 mg CaCOJL pKCaCO pK pKsc donde pK logaritmo negativo de la constante de ionizaci n del HCO pKsc logaritmo negativo del producto de solubilidad del CaCO El t rmino pK pKsc depende de la fuerza i nica y de la temperatura De acuerdo con estos t rminos Langelier estableci para el pHsat la siguiente formula pHsat pCa pAlk pK pKsc Y el indice de saturaci n como LSI pH pHsat Inicialmente el ndice de saturaci n se llam SI pero con el tiempo la industria pas a identificar el SI con el trabajo de Langelier pasando a llamarse Indice de Saturaci n de Langelier o LSI 23 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS Originalmente Langelier desarroll una serie de nomogra mas para el c lculo del pHsat que han sido posteriormente mejorados y adaptados para incluir los conceptos de tempe ratura y fuerza i nica En la Figura 1 1 se ilustra un diagrama t pico para el c lculo simplificado del pHsat Als hti ana Iri hna d n u Duist Ca ss vgl Cac Us PH da 1 La 1 Domo ph salar a9 5alturaticm ipe Figura 1 1
42. be implemented in many facilities The author s capacity of synthesis in the compilation of remineralisation techniques and the comparative analysis of remineralised and desalinated water makes it also a very useful document for all professionals working in the field of desalination Finally I wish to thank the institutional collaboration of the Canary Islands Water Center Foundation for their continued service and contribution to research and dissemination on water related issues Carlos Massa General Manager of Acuamed NDICE y con cl One 1 DES A 9 2 Criterios la evaluaci n de las aguas desaladas y remineralizadas ins iite 21 3 Niveles adecuados O aso Dita 33 4 C lculo indirecto del LSI y del SAR del agua remineralizada a partir de los datos de CE y pH antes y despu s de la remineralizaci n 45 5 Tecnicas para la temneralizaci n de las aguas desaladora 33 6 Procedimiento de toma de muestras conservaci n y an lisis de aguas desaladas y remineralizadas 69 7 Sobre las mezclas de aguas remineralizadas con aguas desaladas esses eene enn 73 INDEX SUMMARY and RATS OPE NET ET OT 2 l CHOPQUIerISHOS of desalindted WATER Ambo E ud biz E UAR o Ups do 10 2 Criteria for the assessment of desalinated and remineralised waters
43. ce despu s de la dosificaci n de la lechada de cal En otros la dosificaci n se hace directamente en tuber a A veces tambi n se utiliza un by pass para hacer la mezcla de la lechada antes de inyectarla en la tuber a general En las instalaciones con mayor grado de automatizaci n la cal se dosifica en funci n de la CE de la lechada La CE es en estos casos un mejor indicativo de la calidad de la dosificaci n que el pH La lechada se prepara en un concentrador hasta un m ximo del 4 en Ca OH A continuaci n se env a al decantador tambi n llamado saturador para eliminar las impurezas La velocidad ascencional en el decantador debe ser del orden de 1 8 m h y la altura del mismo de al menos 3 5 m La Figura 5 18 muestra una foto de una instalaci n tipo de remineralizaci n a base de lechada de cal Los problemas de compactaci n del silo de cal suelen ser serios debido a la tendencia de sta a absorber agua y a ad herirse a las paredes y las palas de agitaci n del silo Por tanto es importante mantener la humedad dentro del silo lo m s baja posible y reducir los per odos entre recar gas para facilitar la renovaci n La diferencia fundamental en temas de costes con el pro ceso de remineralizaci n por filtraci n por lecho de calcita es que el proceso con Ca OH requiere el doble de CO adem s de frecuentes recargas y control de las obstruccio nes por precipitaci n de carbonato c lcico 5 3 1 Ca
44. con el incremento en la temperatura El efecto de los cambios de temperatura en el LSI en los rangos de trabajo en las plantas desaladoras es del orden de 0 1 LSI En la Figura 3 14 puede observarse tambi n que un agua remineralizada hasta 100 mg CaCO L de alcalinidad y a 40 no supera el valor LSI 0 7 una vez equilibrada con la atm sfera A este nivel de remineralizaci n le correspon de una concentraci n de 40 mg Ca L En este punto conviene aclarar que tal y como ha sido indi cado por otros autores las aguas remineralizadas no pre cipitan f cilmente aunque el LSI alcance valores de 0 7 y la temperatura 40 siempre que pH no supere el valor de 8 4 despu s de la remineralizaci n Esto es relativamente sen cillo de conseguir con los lechos de calcita Mientras que no resulta tan f cil con los tratamientos a base de Ca OH V ase Apartado 5 3 de esta Gu a 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 LSI 20 30 40 50 60 70 80 90 Alk mg CaCO L 100 110 120 Figura 3 14 Relaci n entre el LSI y la alcalinidad para aguas remineralizadas y a distintas temperaturas Da tos simulados 3 4 Conclusiones Seg n este estudio se considera que el agua remineralizada deber tener las condiciones que se presentan en la Tabla 3 1 para un rango de temperaturas entre 14 y 25 TABLA 3 1 CARACTER STICAS RECOMENDADAS PARA LAS AGUAS DESALADAS CON UN NIVEL ADECUAD
45. datos del laboratorio LSI 2330 medido 4 3 2 C lculo indirecto del SAR Para el c lculo del SAR se debe utilizar la correlaci n es tablecida para el agua osmotizada ver Figura 1 2 del Ca p tulo 1 donde Na mg L Na mg L 0 1549 x CE 0 2137 25 0 el Magnesio se puede asumir que Mg 18xmgK L o tambi n Mgi Mgo 2 5 mg Mg L El Ca en mg L se obtiene a partir de la relaci n Ca 2 5 4 3 3 Consideraciones de muestreo an lisis Como se ha observado en los cap tulos anteriores es impor tante en la toma de muestras evitar la p rdida de CO Por tanto es conveniente optimizar la toma de muestras en este 4 C LCULO INDIRECTO DEL LSI Y DEL SAR sentido evitando airearla En particular las muestras de pH y temperatura deben preferentemente ser tomadas en l nea En caso contrario se recomienda seguir el protocolo propuesto en el Cap 5 de esta Gu a y en las referencias espec ficas 2 Es conveniente referenciar las medidas de CE a 25 Por ltimo se recomienda siempre realizar las medidas de alca linidad siguiendo el procedimiento SM 2320B 4 4 Conclusiones Los resultados obtenidos apuntan a que el LSI del agua remineralizada LSI puede ser calculado a partir del incremento de la CE producido por la remineralizaci n utilizando el cociente ACE AAIK 1 6 o bien la f rmula 3 de la Fig 4 2 Donde AAIK Alk Alk ACE
46. de 1 6 mg CaCO en lugar de 6 6 mg CaCO Correspondientemente el contenido en CO calculado estequio m tricamente a partir del pH la temperatura la conductividad el ctrica y la alcalinidad debe de ser del orden de 8 5 mg COL en lugar de 36 1 mg CO L como aparece en la Tabla 1 1 Esta imprecisi n en el m todo anal tico s lo afecta a los valores de alcalinidad y contenido en CO del agua de per meado pero no a los del agua remineralizada Por tanto s lo algunas figuras y tablas principalmente del Cap tulo 1 se han visto afectadas Esta imprecisi n no afecta sin embargo al objetivo de ca lidad del agua remineralizada Tabla 3 1 ni tampoco a los criterios propuestos para el c lculo indirecto del LSI Cap tulo 4 Tampoco afecta a los criterios de valoraci n de las aguas remineralizadas expresados en el resto de la Gu a Esta 2 Edici n de la Gu a que se publica ahora corrige esta imprecisi n y ampl a tambi n los criterios para el c lculo indirecto del LSI a partir del incremento de la CE El autor p CENTRO acuaMed O 4 CANARIO AGUA ACUAMED C Albasanz 11 28037 Madrid www acuamed es www fcca es ACKNOWLEDGEMENT First thanks to Acuamed for publishing this Guide in my name and in that of the Canary Islands Water Center for giving me the opportunity to conduct this work I would like also thank Jaime de Miguel for his supervision and to Miguel Garcia for his dedication in correcting the text A
47. de las aguas desaladas no suele ser suficiente para permitir una remine ralizaci n adecuada sin necesidad de a adir m s CO La turbidez del agua osmotizada est alrededor de 0 2 NTU consider ndose valores superiores como indicativos de problemas en las instalaciones En equilibrio con la atm sfera el pH del agua osmotizada est alrededor de 6 9 7 0 y el contenido en CO alrede dor de 0 3 mg CO L El ndice de Langelier LSI 2330 se mantiene alrededor de 4 El cociente STD CE tiene un valor alrededor de 0 47 El SAR del agua osmotizada es alto por lo que debe tener se en cuenta para evitar posibles da os a la estructura del suelo o los cultivos 1 5 Referencias 1 THE GUIDEBOOK TO MEMBRANE DESALINA TION TECHNOLOGY Reverse Osmosis Nanofiltra tion and Hybrid Systems Process Design Applications and Economics by M Wilf L Awerbuch C Bartels M Mickley G Pearce N Voutchkov European Des alination Society 2007 2 REVERSE OSMOSIS AND NANOFILTRATION Manual of water supply practices AWWA 2007 3 www lenntech es desalacion desalacion htm consulta da el 12 11 2009 4 DELION G MAUGUIN AND P CORSIN Impor tance and impact of post treatments on design and opera tion of SWRO plants Desalination 165 Aug 15 2004 5 CABALLERO CARLOS VICENTE Descripci n del funcionamiento de la desaladora de agua de mar del canal de Alicante Ene 2008 http hispagua cedex es docu mentacion re
48. de remineralizaci n con calcita con distintos niveles de dosificaci n de CO y en segundo lugar calculando la CE del agua remineralizada a partir del m todo de aportaci n i nica publicado en el Standard Methods 4 3 Resultados En la Figura 4 1 se presentan los resultados de los c lculos de obtenidos a partir de los datos reales de tres desaladoras y por medio del c lculo de la aportaci n i nica la para tres aguas remineralizadas t picas pero con niveles de CE creciente Para la simulaci n de la calidad del agua remineralizada se ha considerado que el agua alcanza un LSI igual a cero a partir de un permeado con un pH de 6 2 y donde los valo res de Na K y Cl var an proporcionalmente seg n la CE siguiendo las relaciones de la Figura 1 2 Los valores de Mg y SO se calcularon seg n Mg 1 8 x Ca Mg 1 7 y 50 2 0 9 x K La Tabla 4 1 ilustra la composici n de partida de estas aguas desaladas A partir de ah se ha dosificado 20 27 y 35 mg CO L y se ha calculado la composici n del agua remineralizada por simulaci n matem tica El valor de la CE te rico del agua remineralizada se ha calculado seg n los criterios del 5 2010 Los resultados te ricos que se presentan en la Figura 4 1 para los tres niveles de CE 300 500 y 700 uS cm apun tan a una clara reducci n del cociente ACE AAIK con un incremento de la conductividad Como puede observarse
49. del m todo simplificado un LSI aproximadamente 0 2 unidades m s bajo que con el 5 2330 El m todo de c lculo LSI simplificado est disponible en www fcca es gt Software gratuito 2 5 2 El SM2330 para el c lculo del pHsat El m todo est ndar SM2330 resume los avances hasta hoy en la qu mica del agua y est aceptado como el m todo aceptado internacionalmente para el c lculo del pHsat El m todo 5 2330 es un modelo m s preciso ya que in cluye los conceptos termodin micos de la reacci n 1 El SM2330 implica corregir con un coeficiente de actividad la f rmula original de Langelier pHsat pK pKsc pCa pAlk 5pfm Donde K Segunda constante de disociaci n para el cido carb nico a la temperatura del agua Ksc Producto de solubilidad para la calcita a la tempera tura del agua Ca Calcio en moles g L Alk Alcalinidad en equivalentes g l pfm Coeficiente de actividad a la temperatura especificada Para el c lculo de cada uno de los elementos de la ecuaci n se proponen las siguientes ecuaciones pK 107 8871 0 03252849T 5151 79 T 38 92561 log10T 563713 9 T2 para un rango de temperatura de 273 373 K pKsc 171 9065 0 077993T 2839 319 1 71 595log10T para un rango de temperaturas de 273 363 K pfm A I 0 5 1 I 0 5 0 3I v lido para I 0 5 Siendo I 1 6 x 10 5 CE 1 82 x 106 E T 1 5 E 60954 T 116 68 937 Donde fuerza i nica conduc
50. e proviene directamente de la smosis inversa El agua desa lada se entiende que es un agua sin remineralizar El agua desalada recibe tambi n el nombre de permeado Es im portante tener en cuenta que los datos que se manejan para la elaboraci n de esta Gu a proceden todos de plantas de desalaci n de agua de mar El trabajo incluye en primer lugar una extensa consulta bibliogr fica sobre estos temas y en especial sobre los es t ndares de calidad y m todos anal ticos Paralelamente se han realizado una serie de an lisis de aguas desaladas procedentes de distintas desaladoras con el fin de estudiar el comportamiento de estas aguas en con tacto con la atm sfera A continuaci n se analizaron los criterios de evaluaci n m s frecuentes y en especial el ndice de saturaci n de Lan gelier LSI y el procedimiento para el c lculo del pH de saturaci n pHsat En base tambi n a datos concretos se han examinado las caracter sticas de las aguas remineralizadas y su comporta miento en contacto con la atm sfera El objetivo era demos trar cu les son los niveles ptimos de remineralizaci n que garantizan un LSI estable y un consumo m nimo de CO Para evaluar mejor los resultados se realizaron simulacio nes matem ticas espec ficas sobre la remineralizaci n uti lizando programas de c lculo con base te rica ajustados a partir de datos emp ricos 0 RESUMEN Y CONCLUSIONES Una parte importante de los trabajo
51. e estar alrededor de 1 2 mg CaCO L lo que dependiendo del pH del permeado la dosis de CO puede estar entre 12 y 24 mg CO L 39 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N 28 00 24 00 20 00 16 00 Dosificaci n de C O mg L 0 0 5 1 0 1 5 2 0 25 3 0 323 4 0 4 5 Alcalinidad del permeado mg CaCO IL Figura 3 13 Relaci n entre la alcalinidad del permeado y la dosifica ci n de CO para conseguir con lechos de calcita un agua reminera lizada a pH 8 2 y con 0 7 mg CO L Datos simulados a partir de un agua desalada con 180 mg STD L 1 5 mg 20 3 3 6 Efecto de la temperatura en la remineralizaci n La Figura 3 14 ilustra la relaci n entre la alcalinidad de un agua con distintos niveles de remineralizaci n y el LSI a distintas temperaturas y para un sistema abierto esto es en equilibrio con la atm sfera Los datos han sido obtenidos por simulaci n matem tica y se refieren a una reminerali zaci n con CO y lecho de calcita Se observa una relaci n directa entre el aumento de alcali nidad y el aumento del LSI La alcalinidad que se obtiene a adiendo m s CO implica un exceso de CO despu s de la remineralizaci n Este exceso de CO se pierde a la sali da de la planta de remineralizaci n a medida que el agua se equilibra con la atm sfera As el LSI pasa a ser positivo A su vez un aumento de temperatura incrementa a n m s este efecto ya que el CO disuelto disminuye
52. e los 40 En muchas redes de distribuci n se requieren valores de LSI entre 0 1 y 40 5 con el fin de proteger las instalaciones Esto se consigue aumentando ligeramente el pH despu s del postratamiento de calcita con la adici n de Na OH 2 4 mg NaOH L En las instalaciones Ca OH se consigue por medio una ligera sobredosificaci n de Ca OH En algunas ocasiones limitaciones t cnicas en el control de la dosifica ci n exacta de Ca OH pueden generar un incremento de la turbidez por encima de 1 NTU 4 C lculo indirecto del LSI y del SAR a partir de los datos de CE y pH antes y despu s de la remineralizaci n Los resultados obtenidos apuntan a que el LSI del agua remineralizada 51 puede ser calculado a partir del incremento de la CE producido por la remineralizaci n utilizando el cociente ACE AAIK 1 55 1 75 seg n la CE del permeado Donde siendo reminealizada y sin remineralizar Alk Alk ACE CE 0 CE 25 r 25 0 La Figura 0 2 presenta la relaci n entre entre la CE del permeado y el valor del cociente ACE AAIK 0 RESUMEN Y CONCLUSIONES y 72 976E 7x 0 0D Gx 1 84 ACE AALK 2 100 200 300 300 500 600 700 00 CE del permeado Figura 0 2 Relaci n entre la del agua de permeado y el cociente ACE AAIk para las aguas remineraliza das hasta pH 8 2 Alk var a entre 0 5 y 2 8 mg CaCO L para valores de entre
53. edi tion Samuel D Faust y Osman M Aly 1998 CRC Press LLC ISBN 1 57504 011 5 3 LANGELIER W F The analytical control of antico rrosion water treatment J Am Water Works Assoc 28 1500 1936 4 LANGELIER W F Effect of temperature on the pH of na tural waters J Am Water Works Assoc 38 179 1946 5 ALKALINITY RELATIONSHIPS IN WATER CHE MISTRY in http www onlinewatertreatment com literature Nalco docs Tf 084 pdf 29 6 10 Iq 12 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS T E LARSON AND A M BUSWELL Calcium car bonate saturation index and alcalinity interpretations 1942 J Am Water Works Assoc Vol 34 11 Novem ber 1942 WEBBER W J JR AND STUMM W Mechanism of hydrogen ion buffering in natural waters J Am Water Works Assoc 55 1553 1963 HANDBOOK OF AIR CONDITIONING SYSTEM Design Carrier Air Conditioning Company 1965 McGraw Hill Books New York WQA GLOSSARY OF TERMS Water Quality Asso ciation 1993 http toxics usgs gov definitions alkalinity html con sultada el 10 de noviembre 2009 ALBALADEJO GONZALO Laboratorio de la Man comunidad de los Canales del Taibilla Cartagena Co municaci n personal THE HENDERSON HASSELBALCH EQUATION http people rit edu pac8612 webionex website html ione89wu html consultada el 17 11 09 13 14 Ix 16 17 T E LARSON AND SKOLD Laboratory Stu dies Relating Miner
54. emuestra que el LSI no var a o en todo caso s lo en 0 01 unidades TABLA 2 8 VALORES DEL COCIENTE STD CE PARA DISTINTAS PLANTAS DESALADORAS Planta Planta Planta Planta di 2A 2B 3A 3B 2 6 Sobre el pHsat y el pHeq El pHeq corresponde al pH de equilibrio qu mico cido base de la reacci n CaCO s CO aq H O Ca aq 2 ag El pH de equilibrio se obtiene a partir del an lisis de la qu mica cido base y seg n la f rmula de Henderson Hasselbalch Por tanto el pHeq es independiente de si la soluci n est o no saturada de calcita Cuando la soluci n se encuentra saturada de calcita y en el pH de equilibrio cido base el pHeq coincide con el pHsat y el LSI es igual a cero En las Figuras 3 3 3 4 y 3 5 del Cap tulo 3 se ilustra la diferencia entre el pHeq y el pHsat 2 7 Efecto de la temperatura en el LSI El LSI se ve afectado por la temperatura del agua tal y como se ilustra en la Figura 3 12 del Cap tulo 3 para aguas remineralizadas con diferentes niveles de alcalinidad 2 8 El LSI en la legislaci n espa ola En el RD 140 2003 Anexo 1 Tabla C Par metros indica dores en la red de distribuci n se establece que el agua en ning n momento podr ser ni agresiva ni incrustante y 21 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS el resultado de calcular el indice de Langelier deber a estar comprendido entre 0 5 1 bien
55. eralisation quality assurance for desalinated water Since the desalination program of the Government of Spain began in April 2004 Acuamed has been committed to play a major role in the promotion of technological development fostering collaboration with organizations and agencies that promote R amp D projects integrating them into the projects and disseminating information through national and international events and through publications such as this one I have the privilege to present Acuamed work initially went to cover aspects related to the provision of new resources in the deficit territories Once embarked on this objective Acuamed has focused its efforts on research and preservation of the quality of desalinated seawater beyond the standards and regulations Ensuring a quality that preserves the integrity of materials and facilities as well as suitability for different uses This engagement is reflected in the work of this second edition of the Guide to Remineralisation of Desalinated Waters sponsored by Acuamed I wish to express my appreciation to the author of this Guide Manuel Hern ndez Su rez both for its clarity in the exposition of concepts regarding desalinated water assessment and its remineralisation and by the rigor in the development of a procedure for calculating indirectly the Langelier Saturation Index based on increases in electrical conductivity and alkalinity A procedure and concept that no doubt will
56. hacen disminuir la velocidad de las reacciones que intervienen en la remineralizaci n En el caso de los lechos de calcita el tiempo de contacto para alcanzar una remineralizaci n adecuada aumenta de 10 a 14 minutos cuando la temperatura del agua desciende de 28 14 5 5 Referencias 1 NALCO Manual del agua Su naturaleza tratamiento y aplicaciones Editorial McGraw Hill Interamericana de M xico S A de C V 1993 2 DEGREMONT MANUAL T CNICO DEL AGUA Editorial Degremont 1979 3 DEGREMONT WATER TREATMENT MANUAL 2007 Ed Degremont 4 T CNICA DE AGUAS Editorial Alci n S A Andr s Aznar Carrasco 2000 5 H LUDWIG Post treatment and Potabilisation A Quality Determining Factor in the Generation of Drin king Water by Mens Sea Water Desalination Lecture at the IDA Congress on Desalination and Water Reuse Octubre 1997 6 BORIS LIEBERMAN AND IGAL LIEBERMAN A Post Treatment computer program Desalination and Water Reuse Journal Vol 9 2 7 J A RUEDA J ZORRILLA F BERNAOLA J A HERV S Calidad de Agua desalada dedicada al con sumo humano Congreso AEDyR de Murcia Noviem bre 2000 8 TH ORIE DES EAUX NATURELLES Editorial Eyrolles L Legrand G Poirier 1972 1976 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 MANUEL ADROER IGLESIAS Y JOSEP SALVANS C lculo de equilibrios en soluciones acuo sas I y ID Publicaci n Ingenier a Qu mica Enero Febrero 1998
57. ia 22 CREDI NIRE Pr qiu E 34 4 Indirect calculation of the LSI and SAR of remineralised water from data on and PH prior to and following a 46 5 Techniques for the remineralisation of desalinated waters dba oo ds 54 6 Procedure for the sampling conservation and analysis of desalinated and remineralised 70 7 Mixes of remineralised and deslinated waters 74 RESUMEN Y CONCLUSIONES OBJETIVOS DE LA GU A El objetivo general de esta Gu a es ilustrar partiendo princi palmente de datos de campo los criterios que deben utilizarse para evaluar correctamente la calidad de las aguas desaladas y remineralizadas y facilitar as el cumplimiento de la normati va para aguas de abastecimiento de la UE RD 140 2003 En concreto los objetivos espec ficos de la Gu a son Establecer los criterios de toma de muestras y c lculo de los resultados anal ticos que permitan definir correcta mente la calidad las aguas desaladas y remineralizadas Establecer cu les deben ser los niveles ptimos de remineralizaci n dentro de un coste razonable Establecer un m todo indirecto para la valoraci n del grado de remineralizaci n a trav s de los incrementos en el pH y la CE RESUMEN DE LOS TRABAJOS REALIZADOS En esta Gu a se entiende por agua desalada aquella qu
58. ilibra con el CO de la atm sfera El descenso de pH es m s acentuado cuanto menor es la remineralizaci n 1 e menor dosifica ci n de CO Planta 3A Las Figuras 3 9 y 3 10 complementan los datos de la Figura 3 7 para los bicarbonatos y el LSI respectivamente Los datos de la Figura 3 8 muestran por el contrario que el pH asciende cuando la remineralizaci n es excesiva dado que el agua pierde CO Cuanto mayor la sobredosificaci n de CO mayor el ascenso del pH despu s de la reminera lizaci n Las Figuras 3 11 y 3 12 complementan los datos de la Figu ra 3 8 para los bicarbonatos y el LSI respectivamente Los datos de la Figura 3 11confirman tambi n que los va lores de equilibrio del agua remineralizada est n alrededor 73 4 mg HCO L 60 3 mg CaCO L y el pH alrededor de 8 2 Estos datos coinciden con los datos obtenidos por simulaci n 3B l pH 8 0 7 4 0 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s de la toma de la muestra Figura 3 7 Evoluci n del pH del agua remineralizada de varias desaladoras con infradosificaci n de CO 37 3 NIVELES ADECUADOS DE REMINERALIZACI N pH 7 6 74 0 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s de la toma de la muestra Figura 3 8 Evoluci n del pH del agua remineralizada de varias desaladoras con ligera sobredosificaci n de CO mg 0 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 Horas despu s
59. inter nacionalmente se considera que el cumplimiento del RD 140 2003 deber constatarse de acuerdo con el m todo es tandard SM 2330 y no el simplificado ABCD 0 RESUMEN Y CONCLUSIONES 3 Niveles adecuados de remineralizaci n El objetivo de la remineralizaci n es generalmente pro ducir un agua con un ndice de Langelier muy pr ximo a cero y que permanece estable en contacto con la atm sfera Adem s se trata de conseguir esto con un consumo m nimo de CO con el fin de minimizar los costes de explotaci n Seg n este estudio se considera que para que un agua desa lada est bien remineralizada en un rango de temperaturas entre 14 y 25 deber tener las caracter sticas que se presentan en la Tabla 0 1 TABLA 0 1 CARACTER STICAS RECOMENDADAS PARA LAS AGUAS DESALADAS CON UN NIVEL ADECUADO DE REMINERALIZACI N Tal y como se indica en el Cap tulo 1 la mayor a de las plantas desaladoras tienen que a adir CO despu s de la s mosis inversa y antes de la remineralizaci n para alcanzar los valores de la Tabla 0 1 0 5 10 1 5 0 35 54 As Alcalinidad del permeado mg CaCO Figura 0 1 Relaci n entre la alcalinidad del permeado y la dosificaci n de CO para conseguir un agua remi neralizada a pH 8 25 y con 0 7 mg CO L con lechos de calcita Datos simulados a partir de un agua desalada con 1 4 mg Ca L y 22 La dosificaci n de CO necesaria para alcanzar los niveles de
60. leja Se trata frecuentemente de compuestos org nicos y su papel en la dureza del agua suele ser m nima y dif cil de definir Para el caso de aguas desaladas y remineralizadas estos ca tiones no se incluyen en el c lculo de la dureza La dureza total DT se define como la suma de las concen traciones de calcio y magnesio seg n la formula mg CaCO L 2 497 Ca mg L 4 118 Mg mg L Cuando los miligramos de CaCO de dureza superan a los miligramos de CaCO de la alcalinidad entonces se entien de que los miligramos de CaCO definidos por la alcalini dad se refieren a la dureza carbonatada y el resto a dureza no carbonatada Como se indica en las Tablas 2 1 y 2 2 la dureza total de las aguas desaladas y remineralizadas es mayor que la alcalinidad Se entiende que en este caso el Ca y Mg no carbonatado se encuentra combinado con los aniones de cloruro y sulfato Cuando la dureza es igual o menor que la alcalinidad enton ces toda la dureza es dureza carbonatada y la no carbona tada desaparece Una escala de valoraci n de la dureza se incluye en la Tabla 2 3 TABLA 2 1 DUREZA Y ALCALINIDAD DE LAS AGUAS DESALADAS EN MG CaCO L Planta Planta Planta Planta Planta Planta 1 2 2B 3A 3B 4 12 47 12 08 15 78 13 90 966 16 44 13 41 Ds Dr Por 19 om Pia TABLA 2 2 DUREZA Y ALCALINIDAD DE LAS AGUAS REMINERALIZADAS VALORES EN MG CaCO L T Planta Planta Planta Planta ius
61. lerablemente corrosiva 7 5 RSI 900 Fuertemente corrosiva 70 lt 51 7 5 Significantemente corrosiva 6 0 RSI 70 Ligeramente incrustante o corrosiva 50 RSI 6 0 Ligeramente incrustante 4 0 RSI 50 Fuertemente incrustante 2 12 ndice de Puckorius Es un ndice de car cter emp rico obtenido a partir de aguas continentales y similar al de Ryznar pero donde el pH se sustituye por un pH relacionado con la alcalinidad No aporta informaci n adicional en el caso de las aguas desaladas y remineralizadas PSI 2 pHsat pHe puckorius Donde pHe puckorius 1 465 x Log Alk 4 54 Los criterios de evaluaci n son PSI gt 6 5 Tendencia a la corrosi n 4 5 PSI 6 5 Rango ptimo PSI 4 5 Tendencia a la incrustaci n 2 13 SAR EI SAR o ndice de absorci n de sodio del agua se calcu la a partir de la f rmula SAR Na Ca Mg 2 Donde Na Ca y Mg est n expresados en meq L Y donde los criterios de evaluaci n son SAR gt 12 Da os muy importantes 9 SAR lt 12 Da os importantes 6 SAR 9 Problemas crecientes 5 SAR 6 Primeros problemas 3 SAR 5 Bajo riesgo SAR 3 Sin riesgo Amplia informaci n sobre el SAR puede encontrarse en literatura especializada 6 2 14 Referencias 1 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 2330 Calcium Carbonate Saturation 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 2 CHEMISTRY OF WATER TREATMENT 2nd
62. lidad del Ca OH Aparte del certificado para uso en abastecimiento la cal de ber tener la composici n que se indica en la Tabla 5 3 TABLA 5 3 RECOMENDACION PARA CALIDAD DE LA CAL Ca OH VALORES EN EN PESO SECO 65 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS 5 4 Conclusiones El an lisis de las t cnicas de remineralizaci n demuestra que tanto la t cnica de lechos de calcita como de lechada de cal tienen un alto nivel de desarrollo El menor consumo de CO y la menor complejidad del proceso apuntan a que los lechos de calcita son una t cnica m s estable para la remineralizaci n de las aguas desaladas que la dosificaci n con lechada de cal La dosificaci n de CO funciona bien con inyecci n directa en tuber a con flujo descendente La velocidad del agua en la tuber a de inyecci n debe mantenerse en 0 07 0 02 m s para as evitar el arrastre de las burbujas La presi n dife rencial entre el agua y la del gas debe ser del orden 0 25 bares Una mayor presi n diferencial incrementa el tama o de la burbuja a la salida del difusor El tiempo de contacto entre el punto de inyecci n de la soluci n sobresaturada de CO y la entrada a los lechos de calcita se puede reducir has ta unos 5 segundos siempre que se respeten las condiciones de dise o apuntadas En cualquier caso no se recomienda nunca la dosificaci n del CO directamente en tuber a hori zontal Los descensos de temperatura
63. lso to Nicol s Urgoiti for his useful comments to the original text My thanks to Jose L zaro Arias and to Gonzalo Albaladejo of the laboratory of the Taibilla Channel Alicante for their support during the work of sampling and analysis My thanks also Mar a Isabel Parra for her dedication during fieldwork and laboratory Finally to John Kennedy for his excellent translation of the Spanish manuscript Manuel Hern ndez Su rez Ph D M Sc Dipl Ing Director of the Canary Islands Water Center November 18 2009 Explanatory note to the 2 edition In January 2010 the first edition of the Guide was publis hed During its review it has been found that the method used in the laboratory for the analysis of the alkalinity of the permeated water could not determine it with a precision values lower than 5 mg CaCO L Correction of this issue shows that the average value of the alkalinity of the per meated water that appear in Table 1 1 should be about 1 6 mg CaCO instead of 6 6 mg CaCO Corresponding the CO content calculated stoichiometri cally from pH temperature electrical conductivity and alkalinity must be in the order of 8 5 mg instead of 36 1 mg as shown in Table 1 1 This inaccuracy in the analytical method only affects the values of alkalinity and CO content of permeated water but not remineralised water Thus only some figures and tables especially Chapter 1 are affected This inaccuracy howe
64. motizada 53 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Proceso de remineralizaci n 1 Carbonato c lcico Di xido de carbono 2 Hidr xido C lcico Di xido de carbono ii MgOCaCO 2 0 Mg 44 HCO carbono 3 2 2 3 Carbonato c lcico NT 100 1 mg CaCO 10096 Acido Sulfurico E 49 mg H SO 100 55 5 mg CaCl 100 84 mg NaHCO 100 Cloruro C lcico Bicarbonato s dico A continuaci n se resume informaci n pr ctica respecto a estas dos t cnicas M s detalles puede obtenerse en la lite ratura espec fica 5 2 Remineralizaci n con CaCO CO Este tipo de tratamiento utiliza carbonato c lcico para neutralizar el gas carb nico agresivo durante la filtraci n dando lugar a bicarbonato y calcio en disoluci n aumen tando de esta manera la alcalinidad y la dureza del agua La reacci n es la siguiente CaCO CO H O lt gt 2 HCO 1 El material filtrante que usualmente se emplea es la calcita granulada de pureza alrededor del 99 La granulometr a recomendada suele estar alrededor de 1 4 mm Los lechos filtrantes se instalan dentro de filtros abiertos o cerrados a presi n Los dos sentidos de filtraci n son posi bles ascendente o descendente Existe una variante de los lechos ascendentes que son los de alimentaci n en continuo o altura constante V ase tambi n Figuras 5 12 5 13 y 5 15 Cuando se trata de flujo descenden
65. n utilizar nunca botellas que puedan haber con tenido agua gasificada Esto es importante porque se ha observado que de alguna forma el CO se absorbe en las paredes de la botella y altera las medidas de pH Las botellas deben estar algo m s fr a que la temperatura ambiente antes de ser utilizadas para tomar datos in situ 6 7 Referencias 1 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER Method 2510 Conductivity 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 2 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER Method 4500 H pH Value 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 3 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 4500 CO C Titration Method for free Carbon Dioxi de 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 4 ALBALADEJO GONZALO Laboratorio de la Man comunidad de los Canales del Taibilla Cartagena Co municaci n personal 5 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 2320B Alkalinity Titration Method 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 Esquema de la toma de muestras del bastidor remineralizador dejar rebosar antes de meter la botella 4 repetir muestreo vale cubo 25 L Figura 6 1 Esquema del procedimiento de muestreo para aguas desaladas y remineralizadas ql 7 MEZCLAS 7 SOBRE LAS MEZCLAS DE AGUAS REMINERALIZADAS CON AGUAS DESALADAS 7 1 Introducci n Frecuentemente se propone la idea de mezclar
66. nido en CINa del orden 72 Son aguas con un conte nido muy bajo en 2 mg L as como Mg 2 4 mg L y Ca 1 4 mg L El contenido en Mg y Ca son proporcionales existiendo una cierta relaci n entre ambos mg Mg L 1 7 x mg Ca L El pH oscila entre 5 3 y 6 6 y el contenido en CO entre 0 75 y 16 mg CO L aunque algunas aguas pueden salirse de este rango En algunos casos donde se emplean un segundo paso con tratamientos espec ficos para reducir el contenido en Boro el pH del permeado final puede superar el valor de 8 y la conductividad descender por debajo de 100 yS cm Se confirma que la relaci n entre el pH del agua osmotizada y el contenido en CO responde a criterios establecidos en la qu mica de aguas Los ndices de corrosividad apuntan a que el agua osmoti zada tiene un car cter corrosivo debido a una baja alcalini dad bajo calcio y bajo pH Tambi n tiene car cter corrosi vo debido a una mayor proporci n de cloruros y sulfatos respecto a los bicarbonatos En algunos casos el permeado inmediatamente a la salida de los tubos de presi n tiene un cierto contenido en CO que se pierde en pocas horas si est en contacto con la at m sfera As el pH del agua desalada depende mucho de la manipulaci n de la muestra antes del an lisis El contenido en CO del agua osmotizada depende del pretratamiento que haya recibido el agua desalada Los an lisis apuntan a que el contenido en CO
67. nivel ptimo de remineralizaci n que produce un LSI muy pr ximo a cero y con un conteni do en CO en equilibrio con el de la atm sfera Se eval a tambi n a partir de los datos obtenidos la relaci n entre el contenido en CO y el pH del agua Por ltimo se presentan datos sobre la evoluci n del pH los bicarbonatos y el LSI de las aguas remineralizadas y en contacto con la atm sfera con el fin de corroborar el an lisis te rico de la primera parte del cap tulo y ayudar a definir los niveles ptimos de remineralizaci n 3 2 Materiales y m todos Para analizar el comportamiento de las aguas remineraliza das en equilibrio con la atm sfera se tomaron muestras en distintas desaladoras despu s del tratamiento de reminera lizaci n y se realizaron an lisis in situ de pH CE Tempe ratura HCO y CO A continuaci n se llevaron las muestras al laboratorio don de se repitieron los an lisis y se completaron con el resto de los par metros Posteriormente se procedi a dejar la muestra expuesta a la atm sfera y agitada suavemente de forma mec nica tom ndose muestras para an lisis cada cierto tiempo hasta unos 14 d as 3 3 Resultados y discusi n 3 3 1 Equilibrio con el CO de la atm sfera Los datos de las Figuras 3 1 y 3 2 demuestran que el agua remineralizada tiende a equilibrarse con un contenido en CO alrededor de 0 7 0 1 mg CO L Se hace notar que la concentraci n de CO en la atm sfera equivale aproxima
68. oftware Publicado por ChemSW Inc http www chemsw com 5 JAMES N BUTLER G 2003 Ionic Equilibrium Solubility and pH calculations 1998 John Wiley amp Sons Inc 43 4 C LCULO INDIRECTO DEL LSI Y DEL SAR 4 C LCULO INDIRECTO DEL LSI Y DEL SAR DEL AGUA REMINERALIZADA A PARTIR DE LOS DATOS DE CE Y PH ANTES Y DESPU S DE LA REMINERALIZACI N 4 1 Introducci n Tal y como se indica en el Cap tulo 2 el LSI se calcula a partir de los valores de la conductividad el ctrica CE o los s lidos totales disueltos el calcio la alcalinidad el pH y la temperatura En la pr ctica la CE el pH y la temperatura se suelen medir en continuo en la mayor a de las desaladora No as el calcio dado que requiere de una sonda espec fica y m s costosa La alcalinidad por su parte no se puede analizar en continuo ya que no existen equipos comerciales que lo permitan En algunas desaladoras se han colocado medidores de car bono inorg nico total lo que puede ser correlacionado con la alcalinidad pero son equipos caros por lo que su implan taci n es limitada Se requiere por tanto de un m todo de c lculo sencillo que permita estimar con cierta precisi n el aumento de la alcali nidad y dureza que se ha logrado con la remineralizaci n En el caso de la remineralizaci n tradicional tal cual se plantea en esta Gu a las reacciones implicadas son CaCO CO H O Ca 2HCO 1 H O Ca OH 2 CO
69. omo se muestra en la Figura 5 16 la respuesta del agua desa lada a la dosificaci n de Ca OH es pr cticamente inmediata Sin embargo con un aumento en el contenido en CO del agua la curva va perdiendo pendiente permitiendo una do sificaci n m s precisa T ngase en cuenta que la precisi n que se consigue con este sistema es del orden de 2 mg CaCO L En cualquier caso se trata de un proceso dif cil de controlar La Figura 5 17 ilustra los componentes de una instalaci n t pica de dosificaci n de lechada de cal y CO Como puede verse El CO se inyecta en algunos casos antes de la lecha da de cal y en el propio dep sito de agua tratada El tiempo de contacto en el dep sito suele ser suficiente para garanti zar una reacci n completa aunque a veces surgen proble mas de turbiedad 63 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS 2 mgCOh L 22 mgl l 44 mgCOsL pHeq 7 8 64 HCOSIL 1 4 mg COL Dosis de Ca OH en g m Figura 5 16 Relaci n entre la dosificaci n de Ca OH y el aumento del pH para aguas desaladas con tres niveles de contenido en CO Adaptado de Mutschmann y Stimmelmayr 2002 5141 insolubda soluci n saturada 20 50 gl Ca 0H ja 1 4 1 6 g L Ca OHja ipm Figura 5 17 Esquema de una instalaci n de preparaci n de lechada de cal Figura 5 18 Planta de tratamiento con Ca OH y CO En algunos casos la dosificaci n de CO se ha
70. ones El SAR del agua desalada y sin remineralizar es mayor o igual que 9 lo que indica que el agua desalada aplicada directamente puede ser perjudicial para la estructura de los suelos agr colas Tambi n puede causar problemas de toxi cidad para algunos cultivos por el exceso en Na respecto al Ca y Mg Por ltimo los resultados apuntan a que el agua desalada no tiene generalmente suficiente CO como para permitir una remineralizaci n por lo que se requiere un aporte adi cional de CO 2 Criterios de evaluaci n de las aguas desaladas y remineralizadas Aunque existe un m todo simplificado tambi n conocido como m todo ABCD para el c lculo del pHsat se hace no tar que este m todo simplificado es un m todo con base emp rica que no considera una serie de aspectos sobre la qu mica del agua que deben ser tenidos en cuenta a la hora de valorar adecuadamente los factores que intervienen en la reacci n b sica de saturaci n Por tanto esta Gu a recomienda el uso del Standard Me thod 2330 SM2330 basado en un c lculo m s riguroso de las reacciones que intervienen Ambos m todos producen un valor diferente del pHsat El valor obtenido por el m todo simplificado es aproximada mente 0 2 unidades m s negativo que el obtenido por si guiendo el M2330 Correspondientemente el LSI resulta tambi n inferior en 0 2 unidades al LSI obtenido seg n el M2330 Atendiendo a que el SM2330 es el m todo adoptado
71. que debiera estar en equilibrio con la atm sfera el agua absorber CO de la atm sfera y el pH disminuir El objetivo de la remineralizaci n es por un lado alcanzar el punto de equilibrio calcocarb nico Esto es donde el pH el calcio disuelto y alcalinidad no var an o var an muy poco en contacto con la atm sfera Y por otro lado hacerlo de la forma m s precisa posible con el fin de minimizar el consu mo de energ a y productos qu micos en especial del CO Ver Cap tulo 4 de esta Gu a para una recopilaci n de las t cnicas de remineralizaci n m s importantes El proceso de equilibrio del CO con la atm sfera depende de la temperatura y la presi n parcial de CO Sin embar go en las condiciones de trabajo de las desaladoras solo la temperatura del agua puede llegar a variar de forma significativa Estas diferencias son s lo estacionales y no ocurren en per odos cortos y durante el funcionamiento de remineralizaci n En este cap tulo se trata en primer lugar de analizar el comportamiento de distintas aguas remineralizadas para comprobar cual es la concentraci n de CO en equilibrio con la atm sfera y en las condiciones de la costa medite rr nea A continuaci n se analiza por medio de un modelo ma tem tico la evoluci n del pHsat pHeq y el pH del agua ver Cap tulo 2 de esta Gu a para las definiciones de pHsat pHeq a diferentes niveles de remineralizaci n El objetivo es identificar cual es el
72. quiere s lo de esponjamientos peri dicos 1 3 veces al a o El objetivo de los espon jamientos es eliminar los posibles cauces preferenciales que puedan haberse generado en el lecho Para los esponja mientos se recomienda la siguiente secuencia 1 3 min con aire a 80 Nm h y m 2 30 45 min con agua a caudal nominal 10 16 m h En todos los casos se recomienda siempre un lavado ini cial de los lechos con el objetivo de obtener una turbidez inferior a 1 NTU Existen procedimientos para el llenado y limpieza de los lechos Una variante utilizada en la pr c tica para lechos grandes es 1 3 min con aire 80 Nm h y m 2 10 min a 32 m h Esta secuencia se repite 4 5 veces dependiendo de la altu ra del lecho y el porcentaje de finos de la calcita Es importante constatar que las limpiezas de los lechos de calcita sobre todo despu s de carga inicial deben hacerse seg n estas recomendaciones ya que en caso de contralava dos insuficientes permanece en el lecho material suficiente para causar problemas de turbidez durante alg n tiempo La altura del lecho filtrante suele estar entre 2 y 3 metros Lechos de mayor altura suponen un problema a la hora de poder limpiarlos La velocidad de filtraci n suele estar en tre 8 y 16 m h A continuaci n se describen en detalles los criterios de di se o para los lechos de calcita ascendentes 5 2 1 Velocidad ascensional En los lechos ascendentes con dosificaci n en continuo
73. r Pro para el estudio de mezclas con aguas desaladas 1 0 0 5 10 15 20 25 30 7 5 Estudio de la mezcla de agua desalada y C remineralizada Figura 7 6 Valor del LSI seg n el porcentaje de agua desalada a adida a un agua remineralizada con 60 mg CaCO L de alcalinidad Se ha realizado la simulaci n para averiguar qu porcenta je de agua desalada puede mezclarse con agua plenamente remineralizada LSI 0 sin que el LSI pase a ser inferior a 0 5 l mite inferior del RD 140 2003 En caso de querer aumentar el porcentaje de mezcla de agua no remineralizada es necesario aumentar la dosis de CO y por tanto el grado de remineralizaci n Esto implica tambi n un mayor contenido de CO despu s de la mecla que debe eliminarse aireando o con la adici n de Na OH La Tabla 7 1 resume los resultados de la simulaci n La Fi gura 7 6 presenta los mismos datos de forma gr fica TABLA 7 1 VARIACI N EN LA COMPOSICI N DE LA MEZCLA DE AGUA REMINERALIZADA Y DESALADA SIN REMINERALIZAR SEG N EL DE AGUA DESALADA EN LA MEZCLA PARA UN SISTEMA CERRADO NO ABIERTO A LA ATM SFERA de agua desalada S oo o9 o ow _ Cr mg L 156 00 156 00 156 00 156 00 156 00 156 00 156 00 156 00 hs o qo o jo lo 75 7 6 Estudio de la mezcla de agua desalada y agua continental En la Tabla 7 2 se muestran los resultados de la simulaci n con WaterPro de una me
74. rededor del 72 de CINa As la conductividad del agua desalada es directamente proporcional al incremento de y Na La Figura 1 2 muestra esta relaci n La relaci n entre el y el Na es de 1 25 mMol CT por mMol Na La Figura 1 3 ilustra esta relaci n 1 3 3 Sobre los contenidos en Ca y Mg Los contenidos en Ca y el Mg mantienen una cierta pro porcionalidad seg n se refleja en la Figura 1 4 De acuerdo con estos datos y de forma aproximada puede asumirse que Mg mg L 1 7 x Ca mg L Sin embargo no se ha encontrado con los datos disponi bles una relaci n clara entre la CE y los contenidos en 2 y Mg 220 y 0 3003x 4 9046 R 9 165 pu gt E 01549x 0 2137 dp R2 0 9967 a EET 55 gt 0 007x 0 2734 R 0 8349 0 100 200 300 400 500 600 700 800 CE uS cm Figura 1 2 Relaci n entre la CE y los contenidos en Na y K Datos de la Tabla 1 1 6 0 5 0 4 0 3 0 mMol CIL 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 mMol Na Figura 1 3 Relaci n entre mMol CT L y mMol Na L seg n los datos de la Tabla 1 1 300 y 0 7445x 1 3216 0 4126 mg Mg E F ta LI 0 50 0 75 1 00 125 1 50 mg iL 1 75 2 00 Figura 1 4 Relaci n entre la Ca y Mg seg n los datos de la Tabla 1 1 1 3 4 Comportamiento del agua desalada en contacto con la atm sfera La sensibilidad del agua desalada a la calidad del m
75. remineralizaci n propuestos en la Tabla 0 1 dependen de la alcalinidad del permeado antes de la remineralizaci n En la Figura 0 1 se muestran las dosis requeridas para cada agua seg n el pH y la alcalinidad del permeado antes de la remine ralizaci n con lechos de calcita La dosificaci n de la Figura 0 1 se refiere a la remineralizaci n con lechos de calcita En caso de utilizar Ca OH la dosifica ci n de CO deber de ser el doble Las dosis de la Figura 0 1 son para una eficiencia del 100 por lo que debe ser corregidos al alza en caso de eficiencias menores generalmente 80 95 La infradosificaci n de CO produce un agua con alcalini dad baja Esto implica una baja capacidad tamp n y por tanto una tendencia a acidificarse f cilmente por la absor ci n del CO procedente de la atm sfera Este hecho junto con el bajo contenido en calcio hace que este tipo de aguas sean aguas inestables con tendencia a ser corrosivas La sobredosificaci n de CO genera un agua remineraliza da con mayor alcalinidad y dureza as como un contenido en CO mayor que tiende a disminuir en contacto con la at m sfera Esto ltimo hace subir el pH del agua logr ndose de esta forma un LSI ligeramente positivo Se hace notar que dado que la dureza del agua remineraliza da no suele alcanzar los 100 mg CaCO L no existe pr ctica mente riesgo de precipitaci n de CaCO aunque el LSI est entre 0 5 y 1 0 y aunque la temperatura alcanc
76. s mezclada Toma abierta Origen del agua bruta Mediterr neo con aguas salinas f siles Mediterr neo Toma abierta con aguas fs 5 Mediterr neo salinas f siles Mediterr neo Toma abierta Mediterr neo Pozos costeros Atl ntico Pozos costeros Atl ntico Toma abierta Mediterr neo Funcionamient d dtd un solo paso un solo paso un solo paso un solo paso doble paso un solo paso doble paso doble paso durante muestreo 1 3 Resultados y discusi n La variaci n en la composici n de las aguas desaladas de diversas desaladoras se ilustra en los resultados de la Tabla 1 1 Estos resultados han sido extra dos de los datos anali zados y reflejan un rango de los valores frecuentes en las plantas de smosis Las caracter sticas de cada una de las desaladoras se presentan en la Tabla 1 1B En la Tabla 1 1 se presentan los valores medios de las muestras de seis desaladoras analizadas in situ esto es en el momento del muestreo Al tratarse de muestras in situ y analizadas cuidadosamente para evitar la p rdida de CO puede asumirse que reflejan la condiciones de calidad del permeado a la salida del bastidor En la Tabla 1 2 se presentan los datos de otras dos desala doras donde se ha aumentado el pH del agua bruta antes del bastidor con el fin de aumentar el rechazo de Boro en las membranas Estas aguas tienen un pH superior a 8 y a veces hasta 10 Planta 5 Sin embargo conservan el resto de las caracter sticas
77. s all de los est ndares y normativas vigentes asegurando su calidad para los usuarios y la per durabilidad e integridad de los materiales de las instalacio nes y de la aptitud para sus distintos usos En este objetivo se enmarca la labor de esta segunda edici n de la Gu a para la Remineralizaci n de las Aguas Desaladas cuya publica ci n auspicia Acuamed Deseo manifestar mi reconocimiento al autor de esta Gu a Manuel Hern ndez Su rez tanto por su claridad en la expo sici n de conceptos y en la evaluaci n de las aguas desala das y su remineralizaci n como por el rigor mantenido en el desarrollo de un procedimiento para el c lculo indirecto del ndice de saturaci n de Langelier en base a los incre mentos de la conductividad el ctrica y de la alcalinidad procedimientos y conceptos que sin duda se pondr n en pr ctica en muchas instalaciones La capacidad de s ntesis del autor en la compilaci n de las t cnicas de remineralizaci n utilizadas as como el an lisis comparativo de las aguas remineralizadas y desaladas dan lugar a un documento muy til para todos los profesionales relacionados con el mbito de la desalaci n Deseo finalmente agradecer tambi n la colaboraci n insti tucional de la Fundaci n Centro Canario del Agua por su continuado servicio y contribuci n a la investigaci n y di vulgaci n sobre los temas relacionados con el agua Carlos Massa Director General de Acuamed PREFACE Remin
78. s ha sido enfocada hacia el estudio de los cambios de la composici n de las aguas desaladas provocados por la remineralizaci n El objetivo era establecer un m todo que permitiera el c lculo indirecto del LSI as como otros ndices a partir del incremento del pH y de la CE La Gu a incluye tambi n un resumen de las t cnicas de remineralizaci n con especial hincapi en las t cnicas de los lechos de calcita y dosificaci n con lechada de cal Se incluye tambi n una serie de recomendaciones a tener en cuenta en la dosificaci n de CO La Gu a incluye un cap tulo con indicaciones para el mues tro y an lisis de las aguas desaladas y remineralizadas aten diendo a su baja alcalinidad y a la facilidad con que var a su contenido en CO Por ltimo la Gu a incluye un estudio de programas de simulaci n de mezclas y su utilidad para analizar el por ciento de aguas desaladas que pueden mezclarse con aguas remineralizadas o aguas continentales duras con LSI gt 0 5 CONCLUSIONES La Gu a consta de siete cap tulos A continuaci n se resumen las conclusiones m s importantes de cada uno de ellos 1 Caracter sticas de las aguas desaladas Las aguas desaladas responden a una soluci n con un con tenido medio en s lidos totales disueltos de 280 mg STD L donde aproximadamente el 72 es CINa Las aguas de saladas tienen un contenido muy bajo de lt 4 mg HCO L as como lt 2 5 mg y Mg lt
79. s totales disueltos STD En la Tabla 1 1 se presentan los valores de STD obtenidos por el m todo tradicional de desecaci n a 180 C o por la suma de aniones y cationes Como puede observarse la di ferencia entre los valores medios obtenidos por ambos m todos es de tan solo 1 mg L y por tanto menos del 1 Se apunta sin embargo que el m todo de la suma de aniones y cationes se considera m s preciso ya que el m todo por desecaci n a 180 C puede producir peque os errores En cualquier caso el valor de los STD afecta muy poco al c lculo del LSI 2330 v ase Cap tulo 2 Apartado 2 4 5 y seleccionar un valor entre 0 47 y 0 46 no produce una dife rencia significativa 1 3 6 Sobre la turbiedad del agua desalada La turbiedad o turbidez de las aguas desaladas por smosis inversa es baja y alrededor de 0 2 NTU Valores mayores de turbiedad suelen ser indicativo de problemas de corrosi n en las instalaciones o de membranas defectuosas 1 3 7 ndice de Larson Skold El ndice de Larson Skold1 del agua desalada arroja un valor medio de 151 Esto es indicativo de un agua con una 3A 3B 2A 2B EEEE Figura 1 8 Evoluci n del LSI 2330 despu s de la toma de muestras para las aguas de permeado Las muestras se mantuvieron expuestas a la atm sfera y agitadas suavemente en el laboratorio despu s de recogidas 288 324 360 gt Figura 1 9 Relaci n entre el pH y el LSI 2330 para las
80. t picas de las aguas desaladas Esto es un contenido en STD lt 300 mg L con un 72 de cloruro s dico En la Tabla 1 1 se observa una cierta variaci n en la CE Esta variaci n est relacionada con situaciones espec ficas dentro del proceso como en el caso de la Planta 2B donde el rendimiento de las membranas es anormalmente alto o como ocurre en la Planta 5 TABLA 1 2 por la existencia de un segundo paso El valor normal de CE en las plantas desaladoras sencillas de un solo paso est entre 500 700 u S cm En las de doble paso parte del permeado se vuelve a desalar para mezclarse luego a la salida En estos casos CE oscila entre 80 y 400 uS cm En cualquier caso la calidad del agua osmotizada depende de varios factores como son el pretratamiento f sico qu mi co la temperatura del agua y composici n qu mica del agua bruta Por tanto cada caso conlleva un estudio detallado fuera del alcance de esta Gu a Informaci n detallada sobre la calidad del agua de mar los sistemas de desalaci n y su relaci n con la calidad del agua desalada puede encontrarse en literatura espec fica 12943 TABLA 1 2 COMPOSICI N MEDIA DE LAS AGUAS DESALADAS DE 2 DESALADORAS DONDE SE HA AUMENTADO EL PH PARA AUMENTAR EL RECHA ZO DE BORO EN LAS MEMBRANAS DE O I 99 FECHA 02 07 09 04 06 09 4 S cm HCO mg L CO mg L CO mg Lt Ca mg L Mg mg L T oe 168 71 Na mg L K
81. ta y la forma de operaci n La adici n de cidos o bases antes de la smosis hace variar el pH del permeado y consecuentemente su contenido en CO El estado de las membranas tambi n afecta al grado de re chazo de sales de los distintos componentes Consecuente mente tambi n var a la cantidad de s lidos totales disueltos STD y la conductividad el ctrica CE 1 2 Materiales y m todos Para el estudio de las aguas desaladas se tomaron muestras en distintas desaladoras y se realizaron an lisis in situ de pH CE Temperatura HCO y CO A continuaci n se llevaron las muestras al laboratorio don de se repitieron los an lisis y se completaron con el resto de los par metros Posteriormente se procedi a dejar la muestra expuesta a la atm sfera y agitada suavemente de forma mec nica tom ndose muestras para an lisis cada cierto tiempo hasta unos 14 d as TABLA 1 1 COMPOSICI N MEDIA DE LAS AGUAS DESALADAS DE SEIS DESALADORAS EN CONDICIONES NORMALES DE OPERACI N PH CE HCO CO Y TEMPERATURA ANALIZADOS JN SITU RESTO DE LOS PAR METROS EN LABORATORIO VALORES MEDIOS DE CADA DESALADORA 2 06 09 y 11 06 09 oct Mediterr neo media FECHA 02 07 09 04 06 09 04 06 09 y 26 06 09 12 6 09 y nov 2008 Oeste oma os o pos om om o9 valores media de medios del media desviaci n est ndar Na mg L MA 90 12 35 60 107 20 58 25 EE 72 79 32 04 10 550 Im pon os omes oes
82. tambi n en la Figura 4 1 este efecto se corresponde aunque de forma bastante difusa con los datos obtenidos de distin tas desaladoras Con el fin de analizar el impacto que supone la en el valor del cociente se ha ampliado el estudio te rico para obtener la relaci n entre del permeado y el valor de coeficiente La Figura 4 2 ilustra presenta esta relaci n Para la Figura 4 2 se ha utilizado s lo el valor de dosificaci n de 27 mg CO L lo que corresponde con un pH de equilibrio de 8 14 45 4 C LCULO INDIRECTO DEL LSI Y DEL SAR TABLA 4 1 COMPOSICI N TE RICA DE LAS AGUAS DESALADAS CON UNA CE DECRECIENTE VALORES OBTENIDOS SEG N CRITERIOS EXPLICADOS EN EL TEXTO x aw 3 1 8 1 80 y 2 976E 7x 0 0006x 1 84 1 75 1 7 1 70 E pra ES al 3 1 65 a 2 1 60 1 5 1 55 1 4 1 50 7 6 7 7 78 7 0 8 0 8 1 82 8 3 8 amp 4 8 5 8 6 0 100 200 300 400 500 600 700 800 pH del agua remineralizada CE 15 cm del permeado 300 2B 240 uS cm 500yuS cm 3B 358 uS cm Figura 4 2 Relaci n entre la CE del agua de permeado 7O0uS cm 3A 693 uS cm y el cociente ACE para las aguas remineraliza Figura 4 1 Relaci n entre el pH del agua remineralizada y das hasta pH 8 2 L nea obtenida a partir de una simula el cociente ACE AAIK L neas para 300 500 y 700 yS cm matem tica de la remineralizaci n han sido
83. te el material neutra lizante desempef a tambi n el papel de filtro mec nico al hacerlo presenta una tendencia al atascamiento en su parte inferior que var a con el porcentaje de finos de la calcita Generalmente esto obliga a efectuar lavados a contraco rriente cada 10 14 d as Los contralavados se hacen coin cidir con las recargas de los filtros Los contralavados se hacen siguiendo una secuencia como la siguiente 1 Aire 3 min a 80 Nm h y m 2 Aire 5 min a 80 Nm h y m agua a 20 m h 3 Agua 5 min a 30 m h 4 Agua 5 min a 50 m h 5 Agua 30 min a caudal nominal 10 16 m h El consumo anual de agua de estos lavados es equivalente a la producci n de la planta en un d a Reacci n del proceso CaCO HO Ca 2 HCO 2CO 2 CaCl 2NaHCO 2 HCO 2NaCI Incremento del contenido en incremento de 1 mmol cationes y aniones por 61 mg de HCO 1 mmol 61 mg de HCO 50 1 mg CaCO 100 m 22 mg CO 20 mg Ca 37 1 mg Ca OH 20 mg Ca 100 44 mg CO L 6 1 mg Mg 10 mg Ca Consumo de qu micos por 35 1 mg MgOCaCO 100 33 mg CO 40 1 mg Ca 48 mg 502 23 mg Na 20 mg Ca 35 5 mg CT Cuando la filtraci n es ascendente el procedimiento se hace coincidir tambi n con el proceso de carga aunque el paso 4 Agua 5 min a 50 m h no es necesario Para el caso de los lechos de flujo ascendente y altura cons tante el mantenimiento re
84. tividad el ctrica ymhos cm o jy S cm T temperatura del agua K 273 2 E constante diel ctrica adimensional El m todo de c lculo LSI seg n el SM2330 est disponible en www fcca es gt Software gratuito 23 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N DE LAS AGUAS DESALADAS Y REMINERALIZADAS 2 5 3 El factor para el c lculo de la fuerza i nica 1 De acuerdo con el SM2330 el c lculo de la fuerza i nica se puede hacer en base a la conductividad seg n datos emp ricos obtenidos de aguas continentales Atendiendo a las particularidades de las aguas desaladas y remineralizadas se ha revisado este coeficiente utilizando para ello el m todo de c lculo de la actividad A a partir de la conductancia i nica de cada uno de los cationes y anio nes sistema propuesto como alternativo en el SM2330 De acuerdo con estos c lculos el valor correcto ser a de I ser a 1 07 x 10 x CE y no 1 6 x 10 x Esta diferencia implica que el SM2330 calculado con el va lor de I 1 6 x 10 x CE es 0 01 0 02 m s negativo que el obtenido con el valor I 1 07 x 10 x CE Sin embargo atendiendo que esta diferencia es peque a y con el fin de no dificultar el uso de los programas de c lculo existentes se respeta en valor del SM2330 a lo largo de esta Gu a 2 5 4 Comparaci n entre el c lculo del LSI por el m todo simplificado y el SM2330 Atendiendo a que ambos m todos se usan en la pr ctica conviene
85. uestreo queda evidenciada con los resultados de las Figuras 1 5 1 6 y 1 7 Seg n estos resultados las aguas desaladas tienden 13 1 CARACTER STICAS DE LAS AGUAS DESALADAS a equilibrarse con el CO de la atm sfera en pocas horas Esto obliga a extremar precauciones a la hora de interpretar las muestras de permeado ya que en unas 2 horas ya puede verse afectado el pH de forma significativa La Figura 1 6 muestra que el agua desalada en equilibrio con la atm sfera contiene alrededor de 0 3 mg CO L Este valor contrasta con el valor de 0 6 0 7 mg CO L para las aguas remineralizadas Ver Cap tulo 4 sobre las caracter s ticas de las aguas remineralizadas Como puede deducirse de las Figuras 1 5 1 6 y 1 7 el des censo del contenido en CO es muy r pido y est relacio nado con la baja alcalinidad de las aguas desaladas ver Cap tulo 2 para m s informaci n sobre la valoraci n de la alcalinidad del agua osmotizada 36 72 108 144 180 216 232 288 Tiempo despu s del muestreo horas I as HP id un Uh mg iira c 0 5 10 20 30 40 M 60 70 Tiempo despu s del muestreo horas 90 180 270 Tiempo despu s del muestreo horas La Figura 1 8 ilustra la evoluci n del LSI 2330 en el tiem po para los mismos datos que la Figura 1 5 Como puede observarse el LSI 2330 se mantiene alrededor de 4 a n despu s de varios d as de estar el agua expuesta a la at m sfera El valor
86. ver does not affect the water quality objective for remineralised water Table 3 1 or to the pro posed criteria for indirect calculation of the LSI Chapter 4 Nor does it affect the evaluation criteria specified for remineralised water in the rest of the Guide This 2 edition of the Guide now published correct this in accuracy and broadens the criteria for indirect calculation of the LSI from the increase of the EC The author Fundaci n Centro Canario del Agua C San Francisco 5 Planta 10 Ofic 1 38002 Santa Cruz de Tenerife 2 Edici n Agosto 2010 ISBN 978 84 614 3525 8 PREFACIO LA REMINERALIZACI N GARANT A DE CALIDAD DEL AGUA DESALADA Acuamed desde que el programa de desalaci n del Gobierno de Espa a se iniciara en abril de 2004 ha adquirido el compromiso de contribuir de forma destacada en el impulso del desarrollo tecnol gico fomentando la colaboraci n con entidades y organismos que promueven proyectos de I D integrando los mismos en sus propios proyectos y difundi ndolos en eventos nacionales e internacionales o mediante publicaciones como la que tengo el privilegio de presentar El trabajo de Acuamed se dirigi inicialmente a cubrir los aspectos relacionados con la aportaci n de nuevos recursos en los territorios deficitarios Una vez emprendido este ob jetivo Acuamed ha orientado sus esfuerzos hacia la inves tigaci n y preservaci n de la calidad del agua osmotizada procedente del mar m
87. vistas dyna 20 pdf Recogida el 12 11 09 6 HERN NDEZ M F SU REZ L PRIETO F SAN TANA I D sobre la remineralizaci n de las aguas desaladas con lechos de calcita Fundaci n Centro Ca nario del Agua marzo 2004 ISBN 84 609 0456 3 7 TILLMANS J AND HEUBLEIN O Investigation of the Carbon Dioxide Which Attacks Calcium Carbonate in Natural Waters Gesundh Ing Ger 35 669 1912 8 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 2330 Calcium Carbonate Saturation 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 9 ALBALADEJO GONZALO Laboratorio de la Man comunidad de los Canales del Taibilla Cartagena Co municaci n personal 10 DESALINATION GUIDELINES DEVELOPMENT FOR DRINKING WATER Background Table II Ionic composition of sea water 2004 in http www gmpua com Service WATER WHON nutdesalination pdf consultada el 18 11 2009 11 http www cambridge org resources 0521538432 148 8 218437 pdf consultada el 18 11 2009 12 http sabella mba ac uk 763 01 Nitrate in sea water and its estimation by means of diphenylbenzidine pdf consultada el 18 11 2009 13 T E LARSON AND R V SKOLD Laboratory Stu dies Relating Mineral Quality of Water to Corrosion of Steel and Cast Iron 1958 Illinois State Water Survey Champaign IL pp 43 46 ill ISWS C 71 14 http www infoagro com riegos diagnostico aguas htm consultada el 10 de noviembre 2009 19 2 CRITERIOS PARA LA EVALUACI N
88. ware Publicado por ChemSW Inc http www chemsw com 3 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 2330 Calcium Carbonate Saturation 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 4 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER Method 4500 H pH Value 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 5 STANDARD METHODS FOR THE EXAMINA TION OF WATER AND WASTEWATER Method 2320B Alkalinity Titration Method 21st ed 2005 ISBN 0 87553 047 8 o1 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS 5 T CNICAS PARA LA REMINERALIZACI N DE LAS AGUAS DESALADAS 5 1 Introducci n Las t cnicas de remineralizaci n tienen como objetivo au mentar la dureza c lcica y la alcalinidad del agua desalada hasta valores que permitan alcanzar un LSI pr ximo a cero LSI 0 5 rango del RD 140 2003 En algunos casos como ocurre generalmente con las aguas desaladas destinadas a abastecimiento el objetivo es tambi n conseguir un agua re mineralizada que sea estable en contacto con la atm sfera La remineralizaci n reduce el car cter agresivo del agua desalada al aumentar el LSI y el contenido en bicarbonatos respecto al cloro y a los sulfatos Para aguas de uso agr cola la remineralizaci n mejora la calidad del agua desalada al aumentar el contenido en calcio respecto al sodio En la Figura 5 1 se ilustra el principio de la remineralizaci n de las aguas desaladas desde el punto de vista del
89. zcla de un agua continental con un agua desalada sin remineralizar Seg n estos datos se puede llegar a a adir hasta un 50 de agua desalada sin reminera lizar sin que el LSI baje por debajo de 0 5 7 MEZCLAS Al igual que en el caso anterior estos datos se refieren a un sistema cerrado por lo que en un sistema abierto a la atm sfera con posibilidades de eliminar el exceso de CO disuelto se podr a aumentar en algunos puntos el porcentaje de mezcla de agua desalada TABLA 7 2 VARIACI N EN LA COMPOSICI N DE LA MEZCLA DE AGUA CONTINENTAL Y DESALADA SIN REMINERALIZAR SEG N EL DE AGUA DESALADA EN LA MEZCLA PARA UN SISTEMA CERRADO NO ABIERTO A LA ATM SFERA Mezcla sistema cerrado no expuesto Par metro Agua continental Agua desalada sin remineralizar P la atm sfera STD mg L 878 del Caudal Total 412 678 2 00 110 90 104 00 1 40 59 90 Alk mg CaCO L 192 00 Ca mg L LSI IH 7 7 Referencias 1 WATER PRO Schott Software Publicado por ChemSW Inc http www chemsw com 2 SOFTMIX Programa para mezclas de aguas Publica do por la Fundaci n Centro Canario del Agua http www fcca es 77 UNI N EUROPEA

Guia Para La Remineralizacion De Aguas Desaladas

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