Desaladora de Al Khobar I, Arabia Saudita

Al Khobar es una ciudad de la Provincia Oriental en la costa del Golfo Pérsico en Arabia Saudita. Es una de las ciudades más grandes dentro del Consejo de Cooperación para los Estados Árabes del Golfo con una población de casi un millón de habitantes. 

La nueva planta desaladora de agua de mar por ósmosis inversa desarrollada por ACCIONA, está ubicada en el área costera cerca de las plantas desaladoras de la Saline Water Conversion Corporation existentes, aproximadamente a 10 km al sur de Dhahran. El área circundante se caracteriza por una mezcla de edificios residenciales e industriales. La Planta y algunas instalaciones auxiliares están ubicadas en una única parcela que se extiende entre King Fahd Road (autopista 617) y la costa del Golfo Pérsico, junto a la Central Térmica de SWCC.

En palabras de Manuel Serrano, director de construcción de la planta, “el Proyecto de Desalinización de Agua de Mar por Ósmosis Inversa en Al Khobar, supone para la región no solo aumentar la producción de agua potable disponible en 210.000 m³ por día, lo que resulta en más de 72 Hm³ anuales, sino también un salto hacia nuevas tecnologías de desalinización y por tanto de mejora en la calidad del producto final, con indudables beneficios medioambientales y de coste energético”.

La tecnología de desalinización seleccionada es la ósmosis inversa de agua de mar (SWRO por sus siglas en inglés) y proporcionará agua potable para el área de South Dhahran (SDHO). La Planta Desaladora Al-Khobar I está desarrollada para ser capaz de proporcionar agua potable también a nuevos desarrollos en la zona y está diseñada con una capacidad de producción neta diaria continua de 210.000 m3/d.

La IDAM de Al Khobar I, desarrollada por ACCIONA, supone para la región aumentar la producción de agua potable disponible en 210.000 m3 por día, y dar un salto hacia nuevas tecnologías de desalinización y por tanto de mejora en la calidad del producto final, con indudables beneficios medioambientales y de coste energético.

 

Clima general

Arabia Saudita tiene un clima desértico tropical y subtropical con vientos secos. La mayor parte del área es árida o semiárida (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Aquastat, 2008). La temporada de verano se caracteriza por una alta humedad y temperaturas en el lado este del reino, mientras que durante el invierno el clima es cálido. A lo largo de las regiones costeras del golfo Pérsico, como Dammam, Jubail y Ras Azzawr, las temperaturas del desierto son moderadas por el mar. Las temperaturas están en general por debajo de los 38ºC, aunque la humedad relativa suele ser superior al 85% y con frecuencia puede llegar al 100% durante períodos prolongados. La combinación de altas temperaturas-humedad produce una niebla caliente durante el día y una niebla cálida durante la noche.

 

Temperatura, lluvia y humedad

Para la construcción de la planta se ha prestado especial atención a las severas condiciones climáticas reinantes. Las precipitaciones son muy irregulares, pero con alguna frecuencia se desatan lluvias torrenciales repentinas. Los vientos fuertes son comunes y las tormentas de arena se observan con frecuencia. Por lo general, los meses más calurosos son julio, agosto y septiembre, mientras que los meses más fríos son enero y febrero.

 

Capacidad de producción

La planta Al-Khobar I está diseñada con una capacidad de producción de 210.000 m3/d, con la calidad de agua potable especificada y en función de las condiciones del sitio de referencia y los límites de diseño de agua de mar.

 

Proceso

Al-Khobar I cuenta con la línea de proceso que se describe a continuación:

 

Sistema de toma de agua de mar

El sistema de toma de agua proporciona de manera constante un volumen suficiente de agua de mar para alcanzar el volumen requerido en todos los puntos de operación. Dicha toma consiste en una boca sumergida, una tubería sumergida, un depósito de admisión, un filtro de agua de mar y un sistema de bombeo. El caudal del sistema de toma de agua es de 619.596 m3/d.

La planta cuenta con 6 + 3 bombas de admisión de 4.303 m3/h de caudal unitario.

 

Pretratamiento

El pretratamiento de la plata está configurado en dos etapas:

Flotación por aire disuelto (DAF) que incluye:

• Corrección de pH (H2SO4)

• Dosificación de coagulantes

• Dosificación potencialmente coagulante (polielectrolito)

• Mezcla y floculación rápidas

• Flotación por aire disuelto (DAF)

Filtro de medios dual (DMF) que incluye:

• Filtración por gravedad de doble medio

• Tanque de agua filtrada y bombas de agua filtrada

Este esquema de pretratamiento se ha implementado con éxito en varias plantas de ósmosis inversa medianas y grandes y también ha demostrado ser apropiado ante las características del agua de mar.

Este sistema de pretratamiento produce un agua de alimentación para la ósmosis inversa con las siguientes características: Índice de densidad de sedimentos (SDI15) ≤ 4 (90% del tiempo) y ≤ 5 (100% del tiempo).

Los procesos incorporados permiten que en un agua de alta salinidad y alta temperatura como es la de la zona de Al Khobar la planta pueda ofrecer disponibilidades muy altas con un consumo energético específico muy reducido.

 

Osmosis inversa

Para proteger las bombas de alta presión, así como las membranas, se incluyen filtros de seguridad de cartucho en el proceso antes de las membranas de ósmosis inversa.

La calidad requerida del agua producto requiere un sistema de ósmosis inversa de dos pasos. El sistema de ósmosis inversa se ha diseñado para cumplir con la capacidad de la planta en caso de que un tren, incluido el segundo tren de paso, esté fuera de funcionamiento. Ha sido dotada con doce trenes para incrementar la capacidad de la planta.

 La ósmosis inversa consta de los siguientes elementos:

• Filtración de seguridad con una batería de filtros de cartucho de una clasificación nominal de 5 micrones. 

• Decloración mediante dosificación de bisulfito de sodio.

• Ósmosis inversa de primer paso, que incluye bombeo de alta presión, racks de membranas de ósmosis inversa, bombas de refuerzo y sistema de recuperación de energía.

• Aplicación de antiincrustante para racks ósmosis inversa de 1ª y 2ª pasada.

• Aplicación de hidróxido de sodio.

• Bastidores de ósmosis inversa de segundo paso, incluidas bombas de refuerzo y bastidores de membrana.

• Sistema de limpieza y lavado de membranas in situ.

 

Remineralización

Se requiere la remineralización para alcanzar la calidad de agua potable ya que la ósmosis inversa eliminará la mayoría de los sólidos sin ser selectiva.

La remineralización se realiza mediante la inyección de agua saturada con CO2 y filtros de cal. Además, el agua potable se desinfecta con cloro antes de llegar a los tanques de agua potable.

La remineralización consta de los siguientes elementos:

• Sistema de dosificación de CO2

• Sistema de agua de cal

• Ajuste de pH con hidróxido de sodio

• Desinfección con hipoclorito de sodio

La planta cuenta con dos tanques de almacenamiento de agua con una capacidad de 50.000 m3 cada uno de ellos, que proporcionan un almacenamiento mínimo de 5,7 horas.

 

Efluentes

Los efluentes de la planta de ósmosis inversa incluyen agua de retrolavado de filtros de medios duales, material flotante del sistema DAF del pretratamiento, residuos de la limpieza de membranas de ósmosis inversa y ocasionalmente residuos de saturador de cal. Una vez cumplen con la normativa, los efluentes se envían al emisario.

Parte del flujo necesitará un tratamiento antes de la descarga para evitar impacto ambiental.

El material flotante del DAF será tratado en la Planta de Tratamiento de Fangos que consta de:

• Espesantes por gravedad

• Bombeo a la etapa de deshidratación

• Centrífuga de deshidratación

• Almacenamiento de fangos en silos

El sobrenadante de ambas centrifugadoras y espesadores de fangos se bombea al emisario.

El agua de retrolavado obtenida durante la limpieza con el DMF se bombea directamente al desagüe mezclado con el rechazo de salmuera. En caso de tener un alto contenido de Fe (+3) se dirige a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales.

El sistema in situ para la limpieza de las membranas de ósmosis inversa incluye su propio tanque de neutralización por el que pasa antes de ser bombeado al emisario.

 

Emisario de salmuera

El sistema de desagüe está compuesto por una tubería que recoge todos los caudales residuales de la planta, asegurando una velocidad de descarga mínima, independientemente de la producción de la planta, y la correcta difusión al agua de mar. Para ello también cuenta con un colector de desagüe y toberas de dispersión. Los efluentes se mezclan y diluyen con la salmuera de ósmosis inversa y otras corrientes de desechos, siempre antes de su descarga al mar.

 

Un proyecto complejo

Manuel Serrano explica que “los procesos incorporados permiten que en un agua de alta salinidad y alta temperatura como es la de la zona de Al Khobar la planta pueda ofrecer disponibilidades muy altas con un consumo energético específico muy reducido en las peores condiciones de salinidad y temperatura”.

ACCIONA aporta conocimiento tecnológico puntero con un equipo de ingeniería y de investigación y desarrollo únicos en el mercado y ofrece la certeza de construcción en tiempo y forma al tener el compromiso de ejecución de una empresa líder en el sector. El Director de Construcción de la planta recalca “el esfuerzo que ACCIONA ha realizado en este proyecto en particular para poder continuar con los trabajos de Puesta en Marcha en plena pandemia”. Han podido continuar con el desarrollo del proyecto en remoto gracias a un gemelo digital, es decir, un simulador. Así consiguieron que “el testeo fuera de alta intensidad y que se minimizaran los cambios en las secuencias del sistema de control en planta. Gracias al trabajo de revisión y simulación de todos los procesos, equipos y secuencias, la fiabilidad se elevó y con ello una ayuda remota sobre el sistema de control ha sido viable”, cuenta Serrano en una entrevista exclusiva a RETEMA. 

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