ES3041360T3 - Brine dispersal system - Google Patents

Brine dispersal system

Info

Publication number
ES3041360T3
ES3041360T3 ES18751571T ES18751571T ES3041360T3 ES 3041360 T3 ES3041360 T3 ES 3041360T3 ES 18751571 T ES18751571 T ES 18751571T ES 18751571 T ES18751571 T ES 18751571T ES 3041360 T3 ES3041360 T3 ES 3041360T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
brine
air
desalination
seawater
conduit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18751571T
Other languages
English (en)
Inventor
Robert A Bergstrom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oceanwell Co
Original Assignee
Oceanwell Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oceanwell Co filed Critical Oceanwell Co
Application granted granted Critical
Publication of ES3041360T3 publication Critical patent/ES3041360T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/08—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
    • F04F1/08—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped specially adapted for raising liquids from great depths, e.g. in wells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/08—Specific process operations in the concentrate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/20—Power consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2661—Addition of gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/12—Specific discharge elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/24—Specific pressurizing or depressurizing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/24—Specific pressurizing or depressurizing means
    • B01D2313/243—Pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/90—Additional auxiliary systems integrated with the module or apparatus
    • B01D2313/901—Integrated prefilter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/04—Elements in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04—Backflushing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007—Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/03—Pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22—O2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40—Liquid flow rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/18—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium being mixed with, or generated from the liquid to be pumped
    • F04F1/20—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium being mixed with, or generated from the liquid to be pumped specially adapted for raising liquids from great depths, e.g. in wells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

Un aparato y método de dispersión de salmuera de desalinización emplea aire comprimido para extraer, oxigenar y dispersar la salmuera de una planta desalinizadora. El aparato incluye un conducto de extracción de salmuera con una entrada que recibe la salmuera de la planta desalinizadora, varias salidas de salmuera sumergidas en agua de mar y uno o más puntos de introducción de aire ubicados a profundidades inferiores a las salidas de salmuera. El aire suministrado oxigena y desplaza la salmuera a través del conducto y las salidas mediante aire comprimido, dispersándola en el agua de mar lejos del conducto. El aparato evita la formación de plumas de salmuera concentradas y de alta cizalladura, y puede dispersar la salmuera en el agua de mar sobre una amplia zona alejada del conducto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de dispersión de salmuera
Referencia cruzada a solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica prioridad de la solicitud provisional de Estados Unidos N.° de serie 62/457.034 presentada el 9 de febrero de 2017.
Campo técnico
Esta invención se refiere a un sistema de dispersión de salmuera de desalinización de áreas extensas y a un método para dispersar salmuera de desalinización desde un aparato de desalinización en un área amplia.
Técnica anterior
El crecimiento de la desalinización de agua salada(por ejemplo,agua de mar) se ha visto limitado por una serie de factores. Dichos sistemas suelen emplear una instalación en tierra que contiene un aparato de destilación o evaporación o membranas de separación(por ejemplo,membranas de ósmosis inversa o "RO") suministradas con agua de mar desde un sistema de toma en alta mar sumergido, y que producen una corriente de salmuera concentrada que se devuelve al mar. Tanto el agua de mar de entrada como la corriente de salmuera concentrada tienen un alto potencial de corrosión y, en consecuencia, requieren componentes y equipos costosos. Las instalaciones de desalinización en tierra normalmente también requieren cantidades significativas de bienes inmuebles costeros caros. Además, la desalinización de agua salada ha sido criticada por diversos impactos ambientales, incluyendo el arrastre de vida marina en el agua de entrada, la producción de gases de efecto invernadero asociada con la producción de la energía requerida, el daño potencial a la vida marina causado por la salmuera descargada y el uso de productos químicos de tratamiento que pueden ingresar al océano.
En los 50 años transcurridos desde la invención de las membranas de RO semipermeables, se han propuesto diversos conceptos para sumergir tales membranas y emplear presión de agua hidrostática natural para ayudar a desalinizar el agua de mar. Ejemplos representativos incluyen los sistemas mostrados en las patentes de Estados Unidos n.° 3.456.802 (Cole), 4.125.463 (Chenowith), 5.229.005 (Fok, y col.), 5.366.633 (Watkins), 5.914.041 (Chancellor '041), 5.944.999 (Chancellor '994), 5.980.751 (Chancellor '751) y 6.348.148 B1 (Bosley), en las publicaciones de solicitudes de patente estadounidenses N.° 2008/0190849 A1 (Vuong) y 2010/0270236 A1 (Scialdone), en la Patente británica N.° 2068774 A (Mesple) y en la solicitud internacional N.° WO00/41971 A1 (Gu). Un sistema experimental se describe en Pacenti y col. Submarine seawater reverse osmosis desalination system, Desalination 126, págs. 213-18 (noviembre de 1999). Sin embargo, parece que los sistemas de RO sumergidos (sistemas de SRO) no se han puesto en uso generalizado, debido en parte a factores tales como el coste energético de bombear el agua desalinizada a la superficie desde una gran profundidad y la dificultad de mantener las partes móviles mecánicas en profundidad.
Para ambos sistemas de desalinización convencionales(en concreto,en tierra, montados en plataformas marinas o embarcado) y sistemas de desalinización sumergidos, la corriente de descarga de salmuera sigue siendo una preocupación ambiental. California ha adoptado recientemente una enmienda (la "Enmienda de Desalinización") a su Plan de Control de Calidad del Agua para las corrientes Oceánicas de California para abordar los efectos asociados con la construcción y operación de instalaciones de desalinización de agua salada. Incluidos en la Enmienda de Desalinización están los requisitos relacionados con la descarga de salmuera. En un esfuerzo de cumplir con estos requisitos, muchas instalaciones de desalinización han estado explorando el uso de difusores multipuerto (en concreto, puertos o boquillas espaciados instalados en emisarios marinos sumergidos) y el uso de presiones cada vez más altas para inyectar salmuera en el agua de mar circundante. Sin embargo, hacerlo crea penachos de salmuera de alto cizallamiento que pueden dañar la vida marina.
A partir de lo anterior, se apreciará que lo que sigue siendo necesario en la técnica es un sistema mejorado de dispersión de salmuera de desalinización que presente uno o más de menor coste energético, menor coste de capital, menor coste de funcionamiento o impacto ambiental reducido. Tales sistemas se divulgan y reivindican en el presente documento.
El documento US 2011/0277842 A1 divulga un sistema para permitir el retorno ecológicamente sensible de salmuera al agua de mar. El documento US 6187202 B1 divulga un método de purificación de fluidos.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un sistema de dispersión de salmuera de desalinización de áreas extensas que comprende un aparato de desalinización, una línea de aire, un suministro de aire y un conducto de eliminación de salmuera y un método para dispersar salmuera de desalinización desde un aparato de desalinización sobre un área amplia como se indica en las reivindicaciones
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1a y la Fig. 1b son gráficos que ilustran la eficiencia, capacidad y condiciones operativas recomendadas para bombear líquidos usando una bomba de transporte neumático;
la Fig. 2 representa diversos regímenes de flujo superpuestos sobre un gráfico de la velocidad superficial del líquido frente a la velocidad superficial del gas para un sistema de bomba de transporte neumático vertical operado en un intervalo de caudales de aire y líquido;
la Fig. 3 representa diversos regímenes de flujo superpuestos sobre un gráfico de la velocidad superficial del líquido frente a la velocidad superficial del gas para un sistema de bomba de transporte neumático horizontal operado en un intervalo de caudales de aire y líquido;
la Fig. 4 es una vista lateral esquemática de una instalación de desalinización por RO en tierra que usa el sistema de dispersión de salmuera divulgado;
la Fig. 5 es una vista esquemática en perspectiva de una porción del conducto eliminador de salmuera de la Fig. 4; y
la Fig. 6 y la Fig. 7 son vistas esquemáticas en sección de un sistema de desalinización por SRO que usa el sistema de dispersión de salmuera divulgado.
Los símbolos de referencia similares en las diversas figuras de los dibujos indican elementos similares. Los elementos en los dibujos no están a escala.
Descripción detallada
La mención de un intervalo numérico usando puntos finales incluye todos los números incluidos dentro de dicho intervalo (por ejemplo, 1 a 5 incluye 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.).
Los términos "un", "una", "el", "la", "al menos uno/a", y "uno/una o más" se usan indistintamente. Por tanto, por ejemplo, un aparato que contiene "un" conducto incluye "uno o más" de tales conductos.
La expresión "fracción de aire" cuando se usa con respecto a un flujo aire:líquido bifásico (porejemplo,aire:agua) a través de un conducto se refiere a la fracción volumétrica, expresada como porcentaje, del volumen de aire a lo largo de la longitud del conducto en comparación con el volumen del conducto, refiriéndose la longitud y el volumen del conducto a la longitud total y al volumen total, a menos que se especifique lo contrario. Expresado de forma algo diferente, la fracción de aire para un flujo bifásico de este tipo se refiere al volumen de aire como un porcentaje del volumen total de aire más líquido en el conducto.
La expresión "caudal de flujo de aire", cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático suministrada por un compresor de aire, se refiere al flujo de aire volumétrico medido en la salida del compresor. Hay muchas formas posibles de definir las condiciones y especificaciones de funcionamiento del compresor(por ejemplo,basándose en la presión, caudal y temperatura de salida). Los caudales de aire en cualquier conjunto dado de condiciones y especificaciones se pueden convertir, utilizando relaciones bien conocidas, en caudales de aire en otras condiciones y especificaciones. Si no se especifica lo contrario en el presente documento, los caudales de aire se miden en pies cúbicos por minuto a 1 atmósfera (14,73 psi, 1 bar o 100.000 Pascales) y 5-10 °F (41-50°C).Las tasas resultantes serán numéricamente algo más bajas que las tasas estándar de pies cúbicos por minuto (sfcm) determinadas a 70 °F (21 °C), pero se usarán en reconocimiento de las temperaturas típicas que pueden encontrarse a las profundidades de dispersión de salmuera esperadas.
La expresión "transporte neumático" cuando se usa con respecto a una bomba se refiere a un dispositivo o método para bombear un líquido o una suspensión inyectando aire (y preferiblemente solo inyectando aire) en el líquido o la suspensión.
La expresión "flujo anular" cuando se usa con respecto a un régimen de flujo bifásico en un conducto se refiere a un régimen en el que el líquido(por ejemplo,agua o salmuera) fluye principalmente como una película a lo largo de la pared del conducto y el gas(porejemplo,aire) fluye principalmente como una fase separada en el centro del conducto. La fase gaseosa puede contener gotitas arrastradas de líquido, en cuyo caso el régimen de flujo puede denominarse "flujo anular con gotitas", pero aún puede considerarse como un régimen de flujo anular.
El término "salmuera" se refiere a una solución acuosa que contiene más cloruro de sodio que lo que se encuentra en el agua salada típica,en concreto,más de aproximadamente 3,5 % de cloruro de sodio.
La expresión "flujo de burbujas" cuando se usa con respecto a un régimen de flujo bifásico en un conducto se refiere a un régimen en el que el gas(por ejemplo,aire) fluye principalmente como pequeñas burbujas dentro de un líquido continuo(por ejemplo,agua o salmuera) que fluye a través del conducto. Las burbujas pueden ser muy pequeñas, en cuyo caso el régimen de flujo puede denominarse "flujo de burbujas disperso" o "flujo de burbujas finamente disperso", pero aún puede considerarse como un régimen de flujo de burbujas.
La expresión "flujo turbulento" cuando se usa con respecto a un régimen de flujo bifásico en un conducto se refiere a un régimen entre flujo de tapón y flujo anular en el que grandes burbujas de gas (por ejemplo,aire), que tiene típicamente un diámetro cercano al diámetro del conducto y una longitud que varía hasta varias veces el diámetro, fluyen a través del conducto en un patrón de flujo caótico y desordenado junto con líquido que puede contener numerosas burbujas pequeñas.
El término "conducto" se refiere a una tubería u otra estructura hueca(por ejemplo,una perforación, canal, cañería, manguera, línea, abertura, paso, elevador, tubo o pozo) a través de la que fluye un líquido durante el funcionamiento de un aparato que emplea dicho conducto. Un conducto puede ser, pero no necesariamente, lineal, y puede tener, por ejemplo, otras formas que incluyen ramificada, enrollada o radiada hacia fuera desde un buje central.
El término "profundidad", cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático(a un componente de un aparato sumergido) se refiere a la distancia vertical,en concreto,a la altura de una columna de agua, desde la superficie libre de una masa de agua en la que la bomba o componente está sumergido hasta el punto de introducción del aire de bombeo o hasta la ubicación del componente.
Las expresiones "agua desalinizada" y "agua dulce" se refieren a agua que contiene menos de 0,5 partes por mil (ppt) de sales inorgánicas disueltas en peso. Ejemplos de tales sales incluyen cloruro de sodio, sulfato de magnesio, nitrato de potasio y bicarbonato de sodio.
Las expresiones "eficiencia" y "relación de eficiencia" cuando se usan con respecto a una bomba de transporte neumático destinada a bombear líquidos se refieren a la relación entre el caudal másico de agua y el caudal másico de aire. Cuando el contexto indica, la eficiencia puede referirse a la relación entre la potencia de bombeo de salida y la potencia de entrada requerida.
Las expresiones "régimen de flujo" o "patrón de flujo" cuando se usan con respecto al flujo bifásico de una bomba de transporte neumático se refieren al tipo y apariencia de burbujas u otro flujo de aire a lo largo de una longitud especificada del conducto de elevación. Se apreciará que a caudales de aire constantes, el régimen de flujo variará dentro de cualquier conducto vertical por profundidad, teniendo el régimen de flujo típicamente menos burbujas de aire o más pequeñas en el fondo del conducto, y con relaciones de flujo de aire suficientemente altas que tienen más o más grandes burbujas o incluso una columna anular de aire como la profundidad y la presión hidrostática asociada en el conducto a esa profundidad ambos disminuyen.
La expresión "altura de elevación", cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático, se refiere a la distancia vertical desde la superficie del agua hasta el punto de descarga. Para una bomba de transporte neumático que descarga por encima de la superficie del agua, la altura de elevación será positiva. Para una bomba de transporte neumático que descarga por debajo de la superficie del agua, la altura de elevación será negativa.
La expresión "capacidad máxima" cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático en una relación de inmersión dada se refiere al caudal de descarga de líquido máximo alcanzable con una configuración de sistema dada que usa aire como gas de inyección.
La expresión "eficiencia máxima" cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático en una relación de inmersión dada se refiere a la relación de eficiencia para una configuración de sistema dada en la que la entrada de energía aumentada proporciona un aumento decreciente en el caudal de líquido trazado en el eje y en un sistema de coordenadas cartesianas bidimensional(en concreto,la ordenada) por unidad de caudal de aire adicional trazada en el eje x(en concreto,la abscisa). Esto corresponde a una asíntota para dicha gráfica más allá de la cual la pendiente(en concreto,la relación entre el caudal de líquido y el caudal de aire) disminuye.
Las expresiones "agua salada" y "agua de mar" se refieren a agua que contiene más de 0,5 ppt de sales inorgánicas disueltas en peso. En los océanos, las sales inorgánicas disueltas se miden normalmente basándose en los sólidos disueltos totales (TDS) y, son habitualmente de un promedio de aproximadamente 35.000 partes por millón (ppm) de TDS, aunque las condiciones locales pueden dar como resultado niveles más altos o más bajos de salinidad.
La expresión "flujo de tapón" cuando se usa con respecto a un régimen de flujo bifásico en un conducto se refiere a un régimen en el que el gas(por ejemplo,aire) fluye principalmente a través del conducto como burbujas grandes, teniendo típicamente un diámetro en o cerca del diámetro del conducto y una longitud que varía desde el diámetro hasta varias veces el diámetro, junto con un líquido que puede contener numerosas pequeñas burbujas adicionales. El término "sumergido" significa bajo el agua.
El término "inmersión", cuando se usa con respecto a una bomba de aire comprimido sumergida, se refiere a la distancia vertical desde la superficie del agua hasta el (o un) punto de introducción de aire.
La expresión "relación de sumersión" cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático se refiere a la relación de sumersión a la altura de elevación.
El término "sumergible" significa adecuado para su uso y usado principalmente mientras está sumergido.
La expresión "velocidad superficial" cuando se usa con respecto al flujo de un fluido en un conducto se refiere al caudal volumétrico Q (expresado, por ejemplo, en m<3>/s) dividido entre el área de sección transversal del conducto A (expresada, por ejemplo, en m<2>). Cuando se usa con respecto a un régimen de flujo bifásico (por ejemplo, un régimen de flujo de aire:agua), esta definición puede aplicarse a cualquier fase y calcularse para proporcionar una velocidad de flujo hipotética para una fase particular como si dicha fase fuera la única fase que fluye o está presente en un área de sección transversal dada.
El término "bifásico" cuando se usa con respecto a sustancias que fluyen se refiere al flujo simultáneo de tales sustancias en dos fases diferentes, típicamente como un gas y un líquido.
La expresión "caudal de agua", cuando se usa con respecto a una bomba de transporte neumático que bombea agua, se refiere al flujo de aire volumétrico en la salida del conducto de descarga de la bomba.
La expresión "área amplia" cuando se usa con respecto a la dispersión de un fluido (porejemplo,salmuera) lejos de un conducto que tiene una pluralidad de salidas de fluido(por ejemplo,salidas de salmuera) distribuidas a lo largo de una longitud del conducto, significa dispersión en un área, y típicamente en un volumen, que abarca al menos 5 metros de tal longitud. El área o volumen divulgado también tendrá otras dimensiones(por ejemplo,una anchura, diámetro o altura) que dependerán en parte de la dirección y las velocidades de las corrientes de fluido que pasan a través de las salidas de fluido. Debido a que tales otras dimensiones se verán afectadas por factores variables que incluyen caudales de fluido dentro y fuera del conducto, y la forma general de la columna de fluido dispersado, la expresión "área amplia" se ha definido centrándose simplemente en la longitud indicada a lo largo del conducto indicado, ya que tal longitud normalmente representará una cantidad fija en un sistema de dispersión dado.
Los sistemas de bombeo de transporte neumático pueden usarse para una variedad de tareas de bombeo, incluyendo no solo el bombeo de agua, sino también en operaciones de minería submarina, como el dragado del fondo marino para recuperar pepitas de oro o nódulos de manganeso. La "transporte por gas" es un término comúnmente utilizado en la producción de petróleo y gas, incluyendo aplicaciones en alta mar y en tierra, para elevar los productos gaseosos u oleosos deseados a la superficie. Los sistemas de transporte neumático y por gas también pueden transportar sólidos, por ejemplo, las pepitas y nódulos mencionados anteriormente, arena, oro y similares. Sin embargo, el sistema de dispersión de salmuera divulgado normalmente implicará solo el transporte de un líquido(en concreto,salmuera) usando un gas(en concreto,aire).
Los sistemas de transporte neumático y transporte por gas normalmente se operan usando caudales de aire o gas y líquido seleccionados para maximizar la cantidad de producto deseado obtenido por unidad de energía de bombeo gastada. Para un sistema bifásico que transporta aire u otra fase gaseosa y una fase de producto líquido deseada, la eficiencia de bombeo máxima surge típicamente cuando el flujo promedio dentro del conducto que lleva el producto líquido deseado a la superficie representa un régimen de flujo denominado "tapón" o "turbulento" como se explica con mayor detalle posteriormente. Se pueden encontrar detalles adicionales con respecto a los regímenes de flujo de la bomba de transporte neumático, por ejemplo, en Frangois y col., A physically based model for airlift pumping, Water Resources Research, 32, 8, págs. 2383-2399 (1996), Nenes y col., Simulation of Airlift Pumps for Deep Water Wells, Can. J. Chem. Eng, 74, 448-456 (Agosto 1996) y Pougatch y col., Numerical modeling of deep sea air-lift, Ocean Engineering, 35, 1173-1182 (2008).
La Fig. 1a muestra un gráfico 100 del caudal de líquido Q<l>frente al caudal de aire Q<g>para un sistema de transporte neumático vertical. A una altura de elevación dada, hay un valor de flujo de aire mínimo 102 (designado en la Fig. 2a como "Q<Gmín>") que se requiere para mantener el flujo inicial de líquido a una velocidad de estado estable. A medida que el caudal de aire Q<g>y, en consecuencia, el volumen de aire en el conducto de agua de descarga aumenta por encima de Q<Gmín>, el flujo de líquido desde el conducto de agua de descarga y la eficiencia aumentan inicialmente. En una asíntota representada por el punto 104, la eficiencia de la bomba de transporte neumático, que corresponde a la pendiente Q<g>/Q<g>, alcanza un valor máximo designado como "Q<Geff">, Q<Leff>", y luego disminuye a medida que el caudal de aire aumenta aún más. La Fig. 1b ilustra la eficiencia de la bomba • en función de la entrada de energía de la introducción de aire, y muestra el cambio en la pendiente para la curva 200 con el aumento del caudal de aire Q<g>. El punto de máxima eficiencia y el punto de máxima capacidad se producen a diferentes valores de caudal de aire. Para el transporte neumático de salmuera, una bomba de transporte neumático se opera preferiblemente entre los puntos de máxima eficiencia y máxima capacidad. Sin embargo, si se desea, se puede utilizar la operación en otros regímenes de flujo, por ejemplo, para proporcionar una mayor o menor oxigenación de la salmuera que fluye.
El conducto de eliminación de salmuera en el sistema divulgado puede incluir una combinación de secciones vertical, horizontal u oblicuas. Sin embargo, la naturaleza de los regímenes de flujo que pueden surgir se entiende más fácilmente considerando principalmente las situaciones limitantes representadas por los conductos de descarga verticales y horizontales. La Fig. 2 representa varios regímenes de flujo vertical potenciales superpuestos sobre un gráfico de la velocidad superficial del líquido frente a la velocidad superficial del gas para un sistema de bomba de transporte neumático vertical de salmuera operado en un intervalo de caudales de aire y líquido. A caudales de aire pequeños y a caudales de líquido hasta una velocidad superficial del líquido de aproximadamente 5 m/s, el sistema opera en un régimen de flujo de burbujas en el que el aire fluye como pequeñas burbujas dispersas en el agua. A medida que aumenta el caudal de aire, las burbujas se unen para formar burbujas grandes que impulsan un "tapón" de líquido por el conducto en un régimen de flujo de tapón. Los aumentos adicionales del caudal de aire hacen que las burbujas grandes se vuelvan inestables y formen un régimen de flujo turbulento. Para un conducto vertical que bombea líquidos, la transición de la máxima eficiencia a la máxima capacidad (véase Fig. 1a) se produce en el régimen de transición entre el flujo de tapón y el flujo turbulento. A caudales de aire aún mayores, surgen regímenes de flujo anulares.
La Fig. 3 representa varios regímenes de flujo horizontal potenciales superpuestos sobre un gráfico de la velocidad superficial del líquido frente a la velocidad superficial del gas para un sistema de bomba de transporte neumático horizontal de salmuera operado en un intervalo de caudales de aire y líquido. A caudales de aire pequeños y a caudales de líquido hasta una velocidad superficial del líquido de aproximadamente 0,1 m/s, el sistema opera en un régimen de flujo estratificado-uniforme. A caudales de aire algo más altos, surge un régimen de flujo estratificado-ondulado. A medida que el caudal de agua aumenta por encima del requerido para mantener un régimen de flujo estratificadouniforme, eventualmente surge un régimen de flujo de burbujas, con aparición intermitente de burbujas alargadas, regímenes de flujo de tapón y flujo turbulento. A caudales de aire muy altos y en un intervalo relativamente amplio de caudales de líquido, surge un régimen de flujo anular.
Las burbujas de aire se expanden a medida que disminuyen la profundidad y la presión hidrostática. Por lo tanto, para un conducto de descarga vertical u oblicuo, el régimen de flujo puede variar a lo largo de la longitud del conducto de eliminación de salmuera y puede representar, por ejemplo, el flujo de burbujas a la profundidad máxima, el flujo de tapón o flujo turbulento a profundidades intermedias y el flujo anular más cerca de la superficie. En algunos casos, puede ser deseable emplear un régimen de flujo anular sobre una porción sustancial de la longitud del conducto de eliminación de salmuera, por ejemplo, para aumentar la oxigenación, para ayudar a forzar la salmuera a través de las aberturas en el conducto, o para disminuir el peso promedio de la columna de agua:aire y, de este modo, reducir la contrapresión en el fondo del conducto de eliminación de salmuera.
El sistema de dispersión de salmuera divulgado puede usarse con cualquier conducto que transporte salmuera desde un aparato de desalinización hacia o a una masa de agua (porejemplo,hacia o a un río, lago, mar u océano cercano) en el que se va a dispersar la salmuera. Dichos conductos pueden transportar salmuera desde una variedad de fuentes de aparatos de desalinización y una variedad de procesos de desalinización, incluyendo salmuera producida por instalaciones de destilación o evaporación en tierra, salmuera producida por instalaciones RO en tierra, salmuera producida por sistemas SRO, salmuera producida en sistemas de desalinización montados en plataformas en alta mar o en el mar(por ejemplo,embarcados), salmuera en emisarios marinos, salmuera en túneles submarinos y otras fuentes y conductos de salmuera que serán familiares para los expertos en la materia. El suministro de aire divulgado inserta(por ejemplo,purga, bombea, inyecta o proporciona de otro modo) aire en el conducto de eliminación de salmuera en uno o más puntos ubicados en o corriente abajo de(en concreto,distal con respecto a) el punto más bajo en la trayectoria de salmuera. Las salidas de salmuera divulgadas pueden estar corriente arriba o corriente abajo del primer punto de introducción de aire, pero deseablemente están corriente abajo (y más preferiblemente al menos 1, al menos 2, al menos 5 o al menos 10 metros corriente abajo) de dicho punto. En interés de la eficiencia general del transporte neumático y la dispersión, las salidas de salmuera divulgadas también están a profundidades menores(en concreto,más cerca de la superficie) que tales puntos de introducción de aire. En consecuencia, la expresión "corriente abajo" puede referirse a un punto que tiene una elevación más alta que la de un punto de introducción de aire.
La Fig. 4 es una vista lateral esquemática de una realización de una instalación de RO en tierra 400 que usa el sistema de dispersión de salmuera divulgado. El compresor 401 suministra aire comprimido a la línea de aire de alta presión 405. La línea de aire 405 suministra aire de transporte neumático al conducto de eliminación de salmuera 407 en el punto de introducción de aire 409. El extremo distal del conducto de eliminación de salmuera 407 está soportado por la boya 410, que también sirve para marcar la ubicación aproximada del extremo distal del conducto 407. La salmuera dentro del conducto 407 se dispersa en el agua de mar circundante 411 a través de las salidas de salmuera 413 dispuestas a lo largo de la sección de dispersión de salmuera 408, que se coloca corriente abajo(en concreto,arriba) del punto de introducción de aire 409.
La instalación de pretratamiento 415 procesa el agua de mar extraída a través de la toma 417 y el conducto de suministro de agua de mar 419, y emplea elementos de filtración, tanques de sedimentación u otras medidas (no mostradas en la Fig. 4) para eliminar contaminantes orgánicos y otros sólidos del agua de mar suministrada. El filtrado de la instalación 415 pasa a través del conducto 421 a la instalación de ósmosis inversa 423 donde la presión aplicada al filtrado lo fuerza hacia las membranas de RO para separar el filtrado en agua dulce y salmuera. La salmuera se envía al agua de mar 411 a través del conducto de eliminación de salmuera 407, y el agua dulce se entrega a una instalación de procesamiento de agua (no mostrada en la Fig. 4) a través del conducto 427 para un tratamiento adicional, tal como cloración, fluoración o remineralización, y de allí a uno o más clientes de agua, como un sistema de agua municipal o rural, depósito de agua, hotel, resort, instalación agrícola u otra entidad que necesite agua dulce.
La Fig. 5 es una vista en perspectiva, parcialmente en líneas discontinuas, de la línea de aire 405, conducto 407 y una porción de la sección de dispersión de salmuera 408. El aire comprimido viaja dentro del paso 501 más allá del codo 503 y entra en la corriente de salmuera que fluye 505 en la boquilla 507. Las burbujas, como la burbuja 509, transportan la corriente de salmuera que fluye hacia arriba dentro del conducto de eliminación de salmuera 407 hacia la sección de dispersión de salmuera 408. La salmuera sale del conducto 407 a través de las salidas de salmuera 413, después de lo cual se mezcla con el agua de mar circundante 411. Cualquier salmuera restante sale del conducto 407 por el extremo abierto 511 y se mezcla con el agua de mar 411.
La Fig. 6 es una vista esquemática de una realización de un sistema de desalinización por SRO que usa el sistema de dispersión de salmuera divulgado. Se proporcionan más detalles sobre dicho sistema en la solicitud internacional pendiente del Solicitante N.° (Expediente de Abogado No. 4624.01 WO01), presentada en la misma fecha y titulada SUBMERGED REVERSE OSMOSIS SYSTEM. El sistema 600 se sumerge en agua salada a una profundidad apropiada entre el fondo marino 602 y la superficie marina 604. Si se desea, el sistema 600 puede descansar sobre o anclarse al fondo marino 602. El sistema 600 se suministra con aire comprimido a través de una línea de aire o líneas de aire 606 conectadas a uno o más compresores en tierra (no mostrados en la Fig. 6). El producto de agua desalinizada se retira del sistema 600 a través del conducto de suministro de agua de producto 608. El sistema 600 incluye un prefiltro 610 para la eliminación de contaminantes gruesos del agua de mar. El filtro 610 puede contener uno o una matriz de cualquier dispositivo de filtración adecuado, por ejemplo, membranas, bandas no tejidas, telas tejidas, partículas, fibras huecas o sólidas u otras estructuras de filtración. El sistema 600 también incluye la unidad de ósmosis inversa 612 que contiene una membrana o una matriz de membranas de ósmosis inversa dispuestas en una configuración paralela preferida para la separación de agua desalinizada y salmuera. En otras realizaciones, las membranas pueden configurarse en serie, o tanto en serie como en paralelo. El agua de mar entra en el sistema 600 a través del tamiz de entrada 611 encima del prefiltro 610. Las líneas de aire 614, 616 y 618 se extienden desde la línea o líneas de aire 606 y pueden controlarse mediante válvulas en tierra, placas de orificio o (como se muestra en la Fig. 6), por válvulas accionadas individualmente. La línea de aire 614 suministra aire de elevación al conducto de suministro de agua de producto 608 para su uso en la dirección del producto de agua desalinizada a través del conducto de suministro 608 mediante bombeo de transporte neumático. La línea de aire 616 suministra aire de purga para lavar a contracorriente (y, si se desea, a través de un punto de inyección con válvula o controlado de otro modo adecuado, para lavar) el prefiltro 610. El uso de dicho aire de purga puede eliminar o evitar la acumulación de contaminantes y superar o evitar la obstrucción, y puede llevarse a cabo de forma continua o en cualquier intervalo o secuencia apropiados. La línea de aire 618 suministra aire comprimido para eliminar la salmuera concentrada de la unidad de ósmosis inversa 612 a través del conducto de eliminación de salmuera 620, para su dispersión en una o más ubicaciones remotas del sistema 600, como se explica con mayor detalle posteriormente.
La Fig. 7 muestra el sistema 600 con mayor detalle. La pantalla rugosa 602 bloquea la entrada de peces y otros objetos grandes en el sistema 600. El acoplamiento 704 une el prefiltro 610 a la unidad de ósmosis inversa 612 y suministra agua de mar filtrada a la unidad de ósmosis inversa 612. Las burbujas de aire 708 pueden suministrarse de vez en cuando o continuamente debajo del prefiltro 610 para llevar a cabo la purga de aire como se ha analizado anteriormente. El agua de producto dulce sale de la unidad de ósmosis inversa 612 a través del colector 706 y entra en el conducto de agua de producto 608, después de lo cual se puede usar la transporte neumático (suministrada desde la línea de aire 606 a través de la válvula sumergida 710 y la línea de aire 614) para eliminar el agua de producto. El colector 716 recoge salmuera de la unidad de ósmosis inversa 612 y la dirige al conducto de eliminación de salmuera 620. El conducto de eliminación de salmuera 620 está provisto de transporte neumático utilizando aire suministrado desde la línea de aire 606 a través de la válvula sumergida 714 y la línea de aire 618. Las válvulas sumergidas 710, 712 y 714 se pueden usar para regular el flujo de aire a través de las líneas de aire 614, 616 y 618 hacia el sistema 600, y pueden eliminarse y reemplazarse por válvulas en tierra u otras medidas de control de flujo de aire en aras de la simplicidad y el mantenimiento reducido. Si se desea, el conducto de eliminación de salmuera 620 puede combinarse con o servir como un ancla o amarre para una boya que indica la ubicación del sistema de SRO. Se puede usar cualquier régimen de flujo deseado en el conducto de eliminación de salmuera 620, por ejemplo, un régimen de flujo de tapón, turbulento o anular. Una porción sustancial del conducto de eliminación de salmuera 620 más allá de(en concreto,arriba, como se muestra en la Fig. 6 y la Fig. 7), la línea de aire 618 incluye una pluralidad de perforaciones u otras aberturas 718 en la pared lateral del conducto de eliminación de salmuera 620. Las aberturas 718 proporcionan salidas de salmuera a través de las cuales la salmuera puede dispersarse en el agua de mar lejos del conducto de eliminación de salmuera 620. Dependiendo del tamaño, forma, extensión y orientación axial de tales aberturas y el flujo de salmuera dentro del conducto de eliminación de salmuera 620, el agua de mar puede introducirse en algunas de las aberturas 718 en el conducto de eliminación de salmuera 620 y, de este modo, proporcionar dilución de salmuera dentro del conducto de eliminación de salmuera 620.
Aunque no se muestra en la Fig. 6 y la Fig. 7, los expertos en la materia entenderán que el sistema 600 puede incluir un suministro eléctrico y controles electrónicos apropiados para operar válvulas neumáticas u otros componentes sumergidos, medir los parámetros de operación deseados(por ejemplo,presiones, temperaturas, caudales y similares), y manejar otros equipos accionados eléctricamente u operados eléctricamente u otras necesidades de señalización. Preferiblemente, sin embargo, se minimiza o elimina el uso de componentes eléctricos sumergidos. Las válvulas opcionales sumergidas divulgadas pueden operarse, por ejemplo, usando presión de aire proporcionada a través de una o más líneas de suministro de aire adicionales, o eliminarse por completo suministrando aire a presiones apropiadamente variadas desde los sistemas compresores de aire, opcionalmente junto con la disposición apropiada de las profundidades respectivas a las que las líneas de aire divulgadas inyectan aire en el prefiltro, corriente de agua de producto o corriente de salmuera.
El sistema de SRO de la Fig. 6 y la Fig. 7 carece preferiblemente de partes móviles sumergidas y especialmente de partes de desgaste (porejemplo,impulsores de bomba, ejes, válvulas y otros componentes) que podrían, por diseño o por la falla de un sello o recinto, entrar en contacto con agua de mar o salmuera más allá de su capacidad o idoneidad diseñada. En realizaciones preferidas, el sistema de SRO divulgado funciona completamente sin partes sumergidas propensas a fallos como las bombas, motores y válvulas, está compuesto en su totalidad por materiales tolerantes al agua de mar y proporciona un estado estacionario, desalinización por RO continua o esencialmente continua utilizando el peso hidrostático del océano sobre la membrana o el conjunto de membrana para suministrar la presión requerida para impulsar el agua pura a través de la membrana mientras deja atrás la mayoría de sus sales. En consecuencia, las necesidades de mantenimiento pueden reducirse evitando las superficies de deslizamiento por fricción, cavitación de bomba, falla del motor o del cojinete y otras causas de desgaste o falla prematura de los componentes. En una realización del sistema divulgado, la presión del elevador de aire de salmuera se puede establecer a la misma presión que la presión del elevador de aire de descarga inyectando aire para el elevador de aire de salmuera a una elevación apropiadamente más alta que para el elevador de aire de descarga. Esto permite el uso de una línea de presión de aire en lugar de dos líneas separadas que tienen diferentes presiones, ayuda a evitar la inyección accidental de aire en las membranas de RO y proporciona una simplificación adicional.
El sistema de dispersión de salmuera divulgado puede usarse para eliminar y elevar por aire la salmuera producida por una variedad de tipos de aparato de desalinización en tierra, montado en plataforma en alta mar, transportado en el mar(por ejemplo,embarcado) o sumergido, y dispersarla en agua de mar en dos y más preferiblemente en tres dimensiones. En realizaciones preferidas, la salmuera se dispersa en una o más porciones verticales sustanciales de una columna o columnas de agua por encima o alejadas del aparato de SRO divulgado. La dispersión mencionada puede ocurrir en un área o áreas amplias en una o más ubicaciones remotas del aparato de desalinización. Hacerlo puede evitar la descarga localizada de salmuera concentrada dispersada por difusores de fuente puntual de alta presión como se usa comúnmente para dispersar la salmuera de RO en la actualidad, y el posible daño a la vida marina debido a la alta salinidad o las fuerzas de cizallamiento del difusor. Si se desea, más de un punto de introducción de aire(por ejemplo,inyección de aire) puede emplearse, con puntos de introducción más altos que normalmente requieren menos energía para operar el transporte neumático de salmuera asociado, y puntos de introducción más bajos que proporcionan una mayor longitud de conducto a lo largo de la cual la oxigenación, la dilución o dispersión puede tener lugar. El conducto de eliminación de salmuera se eleva verticalmente o hacia arriba lejos del punto o puntos de introducción de aire y termina a una profundidad menor que el punto o puntos de introducción de aire para facilitar el transporte neumático de salmuera dentro del conducto de eliminación de salmuera. El conducto de eliminación de salmuera tiene preferiblemente una longitud sustancial más allá del punto de introducción de aire, por ejemplo, al menos 5 metros, al menos 10 metros, al menos 20 metros, al menos 30 metros, al menos 50 metros o al menos 100 metros. El conducto de eliminación de salmuera se eleva verticalmente o hacia arriba lejos del punto o puntos de introducción de aire y termina a una profundidad menor que el punto o puntos de introducción de aire para facilitar el transporte neumático de salmuera dentro del conducto de eliminación de salmuera. El conducto de eliminación de salmuera tiene preferiblemente una longitud sustancial más allá del punto de introducción de aire, por ejemplo, al menos 5 metros, al menos 10 metros, al menos 20 metros, al menos 30 metros, al menos 50 metros, al menos 100 metros, al menos 500 metros o al menos 1.000 metros. Si se desea, el conducto de eliminación de salmuera puede dividirse o subdividirse en una pluralidad de brazos preferiblemente dirigidos hacia arriba, cada uno de los cuales puede llevar salmuera transportada neumáticamente y dispersarla en el agua de mar circundante.
La porción de dispersión de salmuera del conducto de eliminación de salmuera contiene preferiblemente una pluralidad de perforaciones u otras aberturas en la pared lateral del conducto (o incluso válvulas unidireccionales u otras si se desea) que proporcionan salidas de salmuera. Las salidas de salmuera están ubicadas por encima del punto o puntos de introducción de aire. Las salidas pueden dispersar salmuera a una variedad de profundidades, por ejemplo, a profundidades superiores, por debajo o tanto por encima como por debajo de una termoclina o haloclina. Las salidas de salmuera divulgadas están dimensionadas, colocadas y orientadas para permitir la dispersión de salmuera en el agua de mar circundante y muy lejos del conducto de eliminación de salmuera. Las salidas de salmuera están dispuestas preferiblemente sobre una longitud sustancial a lo largo del conducto (y más preferiblemente están dispuestas sobre una porción vertical sustancial de una columna de agua) de al menos 5 metros, y en algunas realizaciones, al menos 10 metros, al menos 20 metros, al menos 30 metros, al menos 50 metros, al menos 100 metros, al menos 500 metros o al menos 1.000 metros. Se puede emplear una variedad de formas de abertura de salida de salmuera, incluyendo orificios circulares, ranuras, polígonos, conductos cónicos y otras formas. Pueden colocarse paletas u otros deflectores dentro del conducto de eliminación de salmuera para añadir turbulencia o para dirigir la salmuera a través de las salidas de salmuera. La salmuera también puede expulsarse de las salidas de salmuera debido a la expansión del aire ascendente dentro del conducto de eliminación de salmuera. Si se desea, algunas de las aberturas divulgadas pueden dimensionarse, orientarse o colocarse para permitir que el agua de mar diluida se introduzca en la corriente de salmuera en movimiento dentro del conducto, por ejemplo, a través del efecto Venturi y, por lo tanto, sirven como entradas de agua de mar de dilución de salmuera. Ya sea que se use para expulsar salmuera del conducto o para extraer agua de mar diluida en el conducto, las aberturas divulgadas pueden extenderse a lo largo de una extensión sustancial (por ejemplo, al menos un 1 %, al menos un 2 %, al menos un 3 %, al menos un 4 %, al menos un 5 %, al menos un 10 %, al menos un 20 %, al menos el 30 % o al menos el 40 %) de la longitud del conducto de eliminación de salmuera más allá del primer punto de introducción de aire. El tamaño, orientación, frecuencia y colocación de las aberturas divulgadas pueden variar, si se desea, a lo largo de la longitud del conducto y, por ejemplo, pueden representar aberturas más grandes a distancias cercanas al primer punto de introducción de aire y aberturas más pequeñas a distancias más alejadas del aparato de desalinización, o viceversa. Una o más porciones a lo largo de la longitud del conducto de eliminación de salmuera después del primer punto de introducción de aire pueden estar libres de aberturas, por ejemplo, para permitir una oxigenación mejorada de la salmuera en movimiento dentro de dicha porción. El extremo o extremos más alejados (y preferiblemente más altos) del conducto de eliminación de salmuera pueden estar abiertos, parcialmente cerrados o cerrados. Preferiblemente, hay suficientes aberturas de salida de salmuera para dispersar la corriente de salmuera oxigenada sobre un área más grande(en concreto,en un volumen mayor de agua de mar) que el que se obtendría utilizando difusores de fuente puntual. De forma adicional, el flujo de difusión a través de las salidas de salmuera preferiblemente no está altamente presurizado y, por lo tanto, no crea fuerzas de cizallamiento que puedan dañar la vida marina.
La medida en que la salmuera se diluye, oxigena o dispersa puede ser controlada o influenciada por una serie de factores, incluyendo el número, tamaño, forma y orientación axial de las aberturas divulgadas, la presión y el volumen del aire de transporte neumático de salmuera introducido, las velocidades respectivas de la salmuera divulgada y los flujos de transporte neumático de salmuera, y la presencia de turbulencia en o después del punto o puntos de introducción de aire.
La combinación divulgada de un puente aéreo y un conducto de suministro de salmuera con aberturas apropiadas puede permitir la eliminación, oxigenación, dilución y dispersión de salmuera producida por un aparato de desalinización sobre un área sustancial alejada del aparato. Esto puede permitir, por ejemplo, la dispersión de salmuera por encima del fondo marino, sin crear una condición ambiental insegura debido a la salmuera, que es más densa que el agua de mar, acumulándose en el fondo marino. Dicha salmuera acumulada podría dañar la vida marina que habita en el bentos, por ejemplo, provocando condiciones hipersalinas en el fondo del océano. El uso de una bomba de transporte de aire para dispersar la salmuera también puede ahorrar energía en comparación con el uso de líneas de emisario marino o difusores de salmuera presurizados comúnmente empleados con plantas de RO en tierra. De forma adicional, el sistema de difusión de salmuera de transporte neumático divulgado puede difundir salmuera en un área mucho más grande(en concreto,volumen de agua cercana) que en el caso de las líneas de emisario marino típicas o los difusores de salmuera presurizados. La oxigenación divulgada también puede reducir la incidencia de hipoxia o zonas muertas naturales o inducidas de otra manera en el agua de mar cercana.
En una realización preferida adicional para su uso con desalinización por RO, el volumen o la presión del aire de transporte neumático suministrado al conducto de eliminación de salmuera divulgado puede diseñarse, establecerse o ajustarse de modo que durante o después del arranque, el aire de transporte de salmuera proporcionará un control positivo del volumen de agua salina que fluye a través de las membranas de RO. Esto puede ayudar a evitar la polarización en la capa límite cerca de la superficie de la membrana, y también desalentará el ensuciamiento o la incrustación de la membrana. De forma adicional, dicho control puede facilitar el ajuste de la salinidad de la corriente de salmuera, permitir la modificación(por ejemplo,reducción) de la demanda de transporte neumático de la corriente de salmuera, o permitir el dimensionamiento o redimensionamiento de las condiciones y capacidades de pretratamiento. En una realización especialmente preferida, el volumen o la presión del aire de transporte neumático de salmuera es diseñado, establecido o ajustado para optimizar la tasa de recuperación de agua del producto de membrana de RO y la salud de la membrana.
Expresado en términos de la relación volumétrica aire:salmuera (determinada poco después del punto en el que se inyecta aire en el conducto de eliminación de salmuera, y antes de tener en cuenta la posible entrada en el conducto de corrientes de dilución de agua de mar a través de las aberturas divulgadas), relaciones aire:salmuera de al menos aproximadamente 1:99, al menos aproximadamente 5:95, al menos aproximadamente 10:90, al menos aproximadamente 15:85 o al menos aproximadamente 20:80 pueden emplearse. La relación aire:salmuera puede ser, en algunas condiciones, tan alta como aproximadamente 99:1, tan alta como aproximadamente 95:5, o tan alta como aproximadamente 90:10, pero en condiciones normales de funcionamiento normalmente será menor, preferiblemente, hasta aproximadamente 60:40 o hasta aproximadamente 50:50.
En comparación con las líneas de emisario marino convencionales o los difusores multipuerto, el sistema de dispersión de salmuera divulgado puede proporcionar una dispersión de salmuera mejorada con requisitos de capital y energía reducidos. Si el sistema de transporte neumático de salmuera divulgado también se usa para establecer o ajustar el volumen de agua salina que fluye a través de las membranas de RO, entonces el rendimiento del sistema de RO puede controlarse a un coste de capital mucho menor de lo que normalmente requerirían los accionamientos de frecuencia variable y las bombas de agua de mar que se usan habitualmente para controlar la presión y el caudal del agua de mar a través de las membranas de RO en los sistemas terrestres convencionales.
El equipo compresor adecuado para lograr el transporte neumático divulgado está disponible a partir de una diversidad de fuentes que serán familiares para los expertos en la materia. Si se desea, las unidades compresoras de diferentes tipos o que tienen diferentes capacidades pueden combinarse entre sí o con tanques de reserva adecuados para proporcionar respaldo, suministros de aire comprimido auxiliares o complementarios. Por ejemplo, una unidad compresora transportada por mar, sumergida o montada en una plataforma superficial se puede emplear además de una unidad compresora en tierra, y cualquiera o todas estas pueden, si se desea, alimentarse en su totalidad o en parte por la energía derivada de las olas, el viento o la luz solar.
Como parte del diseño del sistema o los procedimientos de puesta en marcha u operación para cualquiera de los sistemas de desalinización en tierra, montados en plataforma, transportador en el mar o sumergidos divulgados, el suministro de transporte neumático de salmuera debe establecerse, controlarse o ajustarse para proporcionar un flujo y dispersión de salmuera adecuados, mientras se minimizan las condiciones de alto cizallamiento cerca de las salidas de salmuera que podrían dañar la vida marina. Esto se puede hacer, por ejemplo, incluyendo una placa de orificio (ubicada en la superficie o más preferiblemente sumergida) para limitar el flujo de aire en la línea de transporte de aire de salmuera, o usando una válvula o regulador (también ubicado en la superficie o sumergido) para el control del flujo de aire o ajuste durante el arranque o la operación. Las presiones de aire y los volúmenes de aire requeridos para el arranque y la operación continua del puente aéreo de salmuera dependerán en parte de la profundidad a la que se produce la introducción de aire; la forma, tamaño e inclinación del conducto de eliminación de salmuera; y la forma, tamaño, número y orientación de las aberturas de salida de salmuera. Tales presiones y volúmenes pueden estimarse 0 determinarse empíricamente. Como punto de partida, las presiones de arranque y operación están deseablemente cada una al menos aproximadamente 14,5 psi (1 bar) por encima de la presión hidrostática en el punto de introducción de aire, y pueden estar al menos aproximadamente 29 psi (2 bar), al menos aproximadamente 44 psi (3 bar), al menos aproximadamente 58 psi (4 bar), al menos aproximadamente 73 psi (5 bar) o al menos aproximadamente 145 psi (10 bar) por encima de dicha presión hidrostática. La presión operativa y el flujo de aire operativo se controlan deseablemente para evitar el retrolavado del conducto de eliminación de salmuera. Para un aparato de desalinización en tierra o sumergido que emplea membranas de RO, la presión operativa evita deseablemente el retrolavado o la creación de alta contrapresión a la salida de la membrana de RO. Afortunadamente, sin embargo, la operación del transporte neumático de salmuera divulgado puede reducir la acumulación de salinidad en tales membranas de RO y puede aumentar el caudal o salida de agua del producto de membrana.
El logro de una condición operativa de transporte neumático de salmuera deseada puede depender menos del control de la presión de aire que del control de la relación de aire a agua. La fracción de aire (promediada a lo largo de la longitud del conducto de eliminación de salmuera desde el primer punto de introducción de aire hasta la primera salida de salmuera desde la que la salmuera sale del conducto) puede ser, por ejemplo, de al menos aproximadamente el 1 %, al menos aproximadamente el 5 %, al menos aproximadamente el 10 %, al menos aproximadamente el 30 % o al menos aproximadamente el 40 %, siendo el último valor típicamente característico de un régimen de flujo de tapón o turbulento. Se pueden emplear fracciones de aire más altas, y es más probable que proporcionen un régimen de flujo anular sobre una porción apreciable del conducto de eliminación de salmuera, por ejemplo, una fracción de aire de hasta aproximadamente el 60 %, hasta aproximadamente el 70 %, hasta aproximadamente el 80 % y, en algunas realizaciones, hasta aproximadamente el 90 %, 95 % o incluso 99 %. Se puede usar asistencia de bombeo mecánico si es necesario para lograr un flujo de salmuera suficiente. Sin embargo, en una realización preferida, la eliminación de salmuera se logra usando solo la presión disponible en la salida de salmuera del aparato de desalinización y el elevador de aire divulgado, y sin la necesidad de componentes de bomba mecánica entre la salida de salmuera del aparato de desalinización y el punto o puntos de introducción de aire del conducto de eliminación de salmuera.
Las profundidades de ejemplo para el funcionamiento del sistema de dispersión de salmuera divulgado son, por ejemplo, justo debajo de la superficie (porejemplo,desde aproximadamente 10 m), desde aproximadamente 100 m, desde aproximadamente 300 m o desde aproximadamente 500 m, y hasta aproximadamente 2.000 m, hasta aproximadamente 1.500 m o hasta aproximadamente 1.000 m. Las profundidades preferidas son desde justo debajo de la superficie hasta aproximadamente 1.500 m de profundidad. Se prefiere más la operación a profundidades por debajo de la zona fótica (dependiendo de la claridad del agua, correspondiente a profundidades de hasta aproximadamente 200 m), ya que se encuentran relativamente pocos organismos marinos debajo de la zona fótica. El crecimiento de biopelículas también se puede desalentar colocando las salidas de salmuera a profundidades sin luz, bajas en oxígeno y con temperaturas de agua frías.
Para los sistemas de SRO que utilizan las membranas de RO Dow FILMTEC mencionadas anteriormente y la transporte neumático sin asistencia de bomba mecánica para eliminar el agua del producto y dispersar la salmuera, se prefiere una profundidad de 680 m o más para proporcionar suficiente presión hidrostática para que tenga lugar la permeación a través de la membrana a la diferencia de presión recomendada de 800 psi (55 bar) a través de la membrana. Sin embargo, los valores de profundidad y presión elegidos pueden variar en los sistemas de RO que aprovechan los futuros desarrollos de membrana que permiten o requieren presiones diferenciales más bajas o más altas o contrapresiones de membrana más altas o más bajas. Los ajustes para acomodar tales desarrollos pueden aumentar o disminuir la profundidad operativa preferida para el sistema de SRO divulgado. Para muchas membranas, la presión en el lado de baja presión normalmente no cambiará apreciablemente con la profundidad y, en consecuencia, cambiar la profundidad de operación puede ser suficiente para ajustar la presión diferencial a través de la membrana y lograr condiciones operativas óptimas. En una realización de SRO preferida, la desalinización es impulsada completamente por la presión hidrostática del agua de mar en el lado de alta presión de las membranas de RO, se mantiene una condición de baja presión en el lado de salida o de producto de las membranas mediante un flujo de aire comprimido suministrado desde la superficie a un caudal y presión suficientes para crear un régimen de flujo anular para el aire y el agua en una parte significativa del suministro conducto y evacuar adecuadamente el producto de agua desalinizada, y la dispersión de salmuera se lleva a cabo utilizando solo el transporte neumático desde el mismo suministro de aire superficial. Una vez que dicho sistema está a la profundidad adecuada y el aire fluye al volumen y la presión correctos, el sistema preferiblemente continuamente desaliniza agua de mar, suministra agua pura a la superficie y dispersa la salmuera, sin partes móviles por debajo de la línea de flotación que estarían sujetas a desgaste o rotura.
En algunos diseños de SRO anteriores, especialmente aquellos que dependen de una bomba de presión para forzar el agua de mar a través de las membranas, se emplean recipientes gruesos resistentes a la presión para contener las altas presiones necesarias para la separación de membranas. En realizaciones preferidas del sistema de desalinización por SRO divulgado, los elementos de prefiltración y las membranas de RO no requerirán recipientes resistentes a la presión, ya que ya estarán sumergidos a una presión suficientemente alta en el fluido a purificar. Deseablemente, el sistema de SRO divulgado simplemente mantiene una presión suficientemente baja en el lado de descarga de la membrana, y un diferencial de presión del lado de entrada-lado de salida suficiente, para permitir el funcionamiento adecuado de la membrana sin el uso de un recipiente resistente a la presión circundante. El sistema de SRO divulgado, en consecuencia, puede producir concentraciones significativamente más bajas de sal en la corriente de salmuera que en el caso de la RO convencional, ya que la eliminación del requisito de recipientes a presión permite que las membranas de RO se dispongan en paralelo en lugar de la práctica típica de la industria de desalinización de agua de mar de 5-7 membranas en una disposición en serie. Una matriz paralela elimina un punto de falla común en los sistemas de RO convencionales, en concreto, las interconexiones de junta tórica entre membranas. Una disposición paralela también permite una mayor producción de agua de producto por membrana. De forma adicional, una disposición de membranas paralelas crea una salmuera mucho menos salada que un tren de membranas individuales que operan en serie, y esta salinidad se puede ajustar ajustando los parámetros de operación del transporte neumático de salmuera. La capacidad del sistema de SRO divulgado para lograr una salinidad de salmuera baja sería beneficiosa para la vida marina y permitiría una dilución de salmuera más fácil. Por ejemplo, usando agua de mar que contiene 35.000 ppm de TDS, el sistema divulgado puede proporcionar salmuera que contiene 38.043 ppm de TDS (un aumento del 9 %) frente a la casi duplicación de la salinidad de la corriente de descarga que puede surgir utilizando una RO convencional en tierra configurada en serie.
Estas y otras ventajas del sistema de dispersión de salmuera divulgado pueden incluir, por lo tanto, una o más de:
• Consumo de energía reducido.
• Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero para difundir una cantidad dada de salmuera.
• Reducción o eliminación de bombas de agua de alta presión en tierra o en alta mar.
• Número reducido de piezas que requieren aleaciones caras y otros materiales exóticos resistentes a la corrosión del agua de mar.
• Reducción de la emisión de salmuera localizada.
• Configuraciones de membrana paralelas en lugar de en serie con descarga de salmuera incluso de menor salinidad.
• Aumento de la oxigenación del agua de mar cercana y reducción de la hipoxia.
Habiéndose descrito por tanto realizaciones preferidas de la presente invención, los expertos en la materia apreciarán fácilmente que las enseñanzas encontradas en el presente documento pueden aplicarse aún a otras realizaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de dispersión de salmuera para desalinización de áreas extensas (600) que comprende un aparato de desalinización (423, 612), una línea de aire (405, 606), un suministro de aire y un conducto de eliminación de salmuera (407, 620), en donde el conducto de eliminación de salmuera tiene:
a) una entrada de salmuera conectada al aparato de desalinización (423, 612), en donde la entrada de salmuera recibe salmuera del aparato de desalinización (423, 612);
b) una pluralidad de salidas de salmuera (413) configuradas para estar sumergidas en agua de mar (411); y c) uno o más puntos de introducción de aire (409) configurados para estar situados a profundidades por debajo de las salidas de salmuera (413) cuando el conducto de eliminación de salmuera está sumergido y conectado a la línea de aire (405, 606) y al suministro de aire, para oxigenar y mover la salmuera a través del conducto de eliminación de salmuera (407, 620) y las salidas (413) mediante transporte neumático y dispersar la salmuera en el agua de mar (411) lejos del conducto de eliminación de salmuera (407, 620).
2. Un método para dispersar salmuera de desalinización desde un aparato de desalinización (423, 612) sobre una amplia zona, comprendiendo el método la etapa de suministrar salmuera y aire desde una fuente de aire a un conducto de eliminación de salmuera (407, 620) que tiene una entrada de salmuera en comunicación fluida con el aparato de desalinización (423, 612), una pluralidad de salidas de salmuera (413) sumergidas en agua de mar (411) y uno o más puntos de introducción de aire (409) situados a profundidades inferiores a las salidas de salmuera (413); en donde el aire suministrado oxigena y mueve la salmuera a través del conducto de eliminación de salmuera (407, 620) y las salidas (413) mediante transporte neumático y dispersa la salmuera en el agua de mar (411) lejos del conducto de eliminación de salmuera (407, 620).
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el aparato de desalinización (423, 612) es un aparato en tierra.
4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el aparato de desalinización (423, 612) es un aparato montado en una plataforma en alta mar o en un aparato embarcado.
5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el aparato de desalinización (423, 612) es un aparato de destilación, de evaporación o de ósmosis inversa (423).
6. Un aparato o un método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el aparato de desalinización (423, 612) emplea membranas de ósmosis inversa.
7. Un aparato o un método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el aparato de desalinización (423, 612) es un aparato de ósmosis inversa que está sumergido y las membranas no están encerradas en una carcasa resistente a la presión que las rodea.
8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el sistema no incluye superficies de deslizamiento por fricción sumergidas, una bomba mecánica sumergida o una válvula sumergida.
9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el suministro de aire comprende una unidad compresora (401) montada en tierra, a bordo de un barco, sumergida o en una plataforma de superficie.
10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el suministro de aire comprende una unidad compresora (401) alimentada al menos en parte por energía obtenida a partir de las olas, el viento o la luz solar.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el conducto de eliminación de salmuera (407, 620) tiene un primer punto de introducción de aire (409), una primera salida de salmuera (413) desde la cual la salmuera sale del conducto (407, 620), una primera longitud entre dicho primer punto de introducción de aire (409) y la primera salida de salmuera (413), y el suministro de aire eleva la salmuera como promedio a lo largo de dicha primera longitud utilizando una fracción de aire de al menos el 5 % y hasta el 95 %.
12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la fracción de aire es inferior al 60 %.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el conducto de eliminación de salmuera (407, 620) tiene una primera longitud entre dicho primer punto de introducción de aire (409) y la primera salida de salmuera (413) de al menos 1 metro.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el conducto de eliminación de salmuera (407, 620) tiene una segunda longitud entre dicha primera salida de salmuera (413) y el extremo distal del conducto de eliminación de salmuera (407, 620) de al menos 5 metros y, la segunda longitud incluye aberturas (413, 718) que permiten que el agua de mar diluida sea aspirada hacia la salmuera que fluye dentro del conducto de eliminación de salmuera (407, 620).
ES18751571T 2017-02-09 2018-02-09 Brine dispersal system Active ES3041360T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762457034P 2017-02-09 2017-02-09
PCT/US2018/017618 WO2018148542A1 (en) 2017-02-09 2018-02-09 Brine dispersal system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES3041360T3 true ES3041360T3 (en) 2025-11-11

Family

ID=61258647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18751571T Active ES3041360T3 (en) 2017-02-09 2018-02-09 Brine dispersal system

Country Status (6)

Country Link
US (7) US11174877B2 (es)
EP (2) EP3580180B1 (es)
AU (3) AU2018219332B2 (es)
ES (1) ES3041360T3 (es)
IL (4) IL268473B2 (es)
WO (2) WO2018148542A1 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018148542A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 Bergstrom Robert A Brine dispersal system
NO345076B1 (en) * 2018-03-06 2020-09-21 Tor M Stolpestad A Method and System for producing Freshwater using a Reverse Osmosis Membrane System
AU2020376067B2 (en) * 2019-11-01 2026-04-02 OceanWell Co. Submerged water desalination system with product water pump cavitation protection
USD965824S1 (en) 2020-11-02 2022-10-04 Natural Ocean Well Co. Replaceable dockable membrane module
USD973177S1 (en) 2020-11-02 2022-12-20 Natural Ocean Well Co. Desalination pod
USD965825S1 (en) 2020-11-02 2022-10-04 Natural Ocean Well Co. Replaceable dockable membrane module
EP4173695A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-03 Grundfos Holding A/S Membrane filtration system
US12168860B2 (en) 2022-07-14 2024-12-17 Core Management, LLC Pneumatic lift and recharge system for horizontal water wells
US12448309B2 (en) 2024-02-22 2025-10-21 Ebb Carbon, Inc. Ocean alkalinity release apparatus and method
WO2025250024A1 (en) * 2024-05-30 2025-12-04 Dehlsen Associates Of The Pacific Limited Hybrid water/power generation system
ES3050482A1 (es) * 2024-06-19 2025-12-19 Fernandez Raul Lopez Sistema desalinizador de agua

Family Cites Families (95)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1825631A (en) 1926-12-09 1931-09-29 Uniflow Mfg Company Water softening
US2864506A (en) 1953-11-30 1958-12-16 Clarence F Hiskey Device for ultrafiltration
US2987472A (en) 1955-09-22 1961-06-06 Kollsman Paul Method of and apparatus for increasing and decreasing the ion content of fluids by ion transfer
NL271831A (es) 1960-11-29
US3133137A (en) 1960-11-29 1964-05-12 Univ California High flow porous membranes for separating water from saline solutions
US3171808A (en) 1960-11-30 1965-03-02 Harry W Todd Apparatus for extracting fresh water from ocean salt water
US3060119A (en) 1962-05-16 1962-10-23 Frederick D Carpenter Sea-well conversion of salt water
US3156645A (en) 1962-06-26 1964-11-10 Jay W Chapin Emergency sea water demineralizer
US3168467A (en) 1962-07-20 1965-02-02 George W Dreyer Self-cleaning strainers
US3355382A (en) 1964-07-29 1967-11-28 Waterdrink Inc Centripetal acceleration method and apparatus
US3342728A (en) 1964-09-08 1967-09-19 Eastman Kodak Co Desalinization of water
US3367504A (en) 1964-12-21 1968-02-06 Gulf General Atomic Inc Spirally wrapped reverse osmosis membrane cell
US3417870A (en) 1965-03-22 1968-12-24 Gulf General Atomic Inc Reverse osmosis purification apparatus
US3456802A (en) 1966-11-22 1969-07-22 Marc Cole Desalination by submerged reverse osmosis
GB1394976A (en) 1973-08-14 1975-05-21 Do Politekhn Chesky I Airlift for lifting liquids pulps and the like
US4040486A (en) 1976-05-10 1977-08-09 Steve Taylor Method and apparatus for air development and rejuvenation of water wells
US4125463A (en) 1977-10-27 1978-11-14 Chenoweth James W Reverse osmosis desalination apparatus and method
US4455232A (en) 1977-11-04 1984-06-19 Reid John H Method and apparatus for induced-flow circulation and pressurized aeration in a barrier oxidation ditch
US4135364A (en) 1977-12-12 1979-01-23 Busick Eugene D Air lift pump energy conversion apparatus
US4311012A (en) * 1978-08-07 1982-01-19 Finley Warren T Method and apparatus for transferring cold seawater upward from the lower depths of the ocean to improve the efficiency of ocean thermal energy conversion systems
US4310012A (en) 1978-10-10 1982-01-12 Rego Company Thermal and remote valve control
DE2844407A1 (de) 1978-10-12 1980-04-24 Drude Ausstossung von gasen aus submarinen entsalzungsanlagen
US4335576A (en) 1979-01-15 1982-06-22 Hopfe Harold H Wave energy desalinization
DE2907319A1 (de) 1979-02-24 1980-09-18 Bayer Ag Modulblock fuer osmotische trennverfahren
ES8101023A1 (es) 1980-02-01 1980-11-01 Mesple Jose L R Desalinizadora de agua por sistema hidrostatico de osmosis inversa
US4363703A (en) 1980-11-06 1982-12-14 Institute Of Gas Technology Thermal gradient humidification-dehumidification desalination system
US4352736A (en) 1980-12-08 1982-10-05 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Wound flattened hollow fiber assembly having plural spaced core sections
US4512886A (en) 1981-05-26 1985-04-23 University Of Delaware Wave-powered desalination of water
US4666377A (en) 1983-05-06 1987-05-19 Aluminum Company Of America Method and lift pump and raising liquids
US4595460A (en) * 1983-09-12 1986-06-17 Hurt Charles F Method and apparatus for water distillation with energy recovery
FR2588546B1 (fr) 1985-10-10 1987-12-24 Lopez Fernand Dispositif de production d'eau douce a partir d'eau de mer par osmose inverse
US4808287A (en) 1987-12-21 1989-02-28 Hark Ernst F Water purification process
US5192434A (en) 1990-06-07 1993-03-09 Dow Danmark A/S Membrane filtration apparatus and method of making a membrane filtration unit
US5229005A (en) 1991-02-04 1993-07-20 Fok Yu Si Ocean depth reverse osmosis fresh water factory
GB9210980D0 (en) 1992-05-22 1992-07-08 Dow Danmark Cassette membrane system and method of use for low pressure separations
AU5608294A (en) 1992-11-27 1994-06-22 Global Water Technologies, Inc. Desalinization system
WO1995029128A1 (en) 1994-04-26 1995-11-02 Seh America, Inc. Water purification system and method
JP3640410B2 (ja) 1994-05-23 2005-04-20 三井造船株式会社 海水温度差を利用した発電・淡水化装置
US5788858A (en) 1996-05-03 1998-08-04 Terra Group, Inc. Mobile water purification unit with modular dechlorination input stage
US5944999A (en) 1996-09-03 1999-08-31 Nate International Modular filtration system
US5914041A (en) 1996-09-03 1999-06-22 Nate International Channel based reverse osmosis
US6149393A (en) 1997-01-27 2000-11-21 Nate International Air lift pump
US5972216A (en) 1997-10-24 1999-10-26 Terra Group, Inc. Portable multi-functional modular water filtration unit
US6187202B1 (en) * 1998-04-24 2001-02-13 Nate International Electrolysis gas to lift a filtered liquid
US6074551A (en) 1998-04-30 2000-06-13 Culligan Water Conditioning Of Fairfield County Automatic cleaning system for a reverse osmosis unit in a high purity water treatment system
WO2000041971A1 (fr) 1999-01-18 2000-07-20 Zhilong Gu Procede et systeme de dessalement et de prelevement d'eau des grands fonds
ATE291482T1 (de) 1999-04-07 2005-04-15 Kenneth R Bosley Mit druck betriebene meerwasserentsalzungsvorrichtung und verfahren mit gravitationsbetriebener laugenrückführung
NO312563B1 (no) 2000-04-11 2002-05-27 Energy Recovery Inc Fremgangsmate for reduksjon av stoy og kavitasjon i en trykkveksler som oker eller reduserer trykket pa fluider ved fortrengningsprinsippet, og en sadan trykkveksler
US20050218074A1 (en) 2004-04-06 2005-10-06 Pollock David C Method and apparatus providing improved throughput and operating life of submerged membranes
US7052582B2 (en) 2002-07-23 2006-05-30 Madkour Yousry E Wave powered evaporation desalination system
US20080156731A1 (en) * 2002-10-08 2008-07-03 Water Standard Company, Llc Water desalination systems and methods
US7220358B2 (en) 2004-02-23 2007-05-22 Ecolab Inc. Methods for treating membranes and separation facilities and membrane treatment composition
SG119232A1 (en) 2004-07-14 2006-02-28 Tritech Water Technologies Pte Desalination apparatus and method
US20060065597A1 (en) 2004-09-29 2006-03-30 Sisyan, R.L. De C.V. Hybrid, reverse osmosis, water desalinization apparatus and method with energy recuperation assembly
US7713032B2 (en) 2005-08-02 2010-05-11 Davis Sr Albert Hamilton High pressure tide actuated fluid pump
US20080025852A1 (en) 2006-07-25 2008-01-31 Davis Albert H Economical tide/wave/swell/wind/solar powered high pressure fluid pump
WO2007035487A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Cotherm Of America Corporation Energy transfer system and associated methods
BRPI0807930A2 (pt) 2007-02-14 2014-07-01 Dxv Water Technologies Llc Sistemas de filtração, de tratamento de água, de passagem dupla para a dessalinização da água e métodos de tratamento de água, de fabrico de módulo de tratamento de água e de transporte de água
GB2448309B (en) * 2007-04-02 2009-05-06 Subsea Infrastructure Ltd Improvements relating to effluent discharge
US7731847B2 (en) 2007-05-25 2010-06-08 Huy Ton That Submersible reverse osmosis desalination apparatus and method
CN100572821C (zh) 2007-06-15 2009-12-23 江苏大学 一种高效高压卧式多级离心泵
US20090078401A1 (en) 2007-09-25 2009-03-26 Cichanowicz J Edward Integration of an internet-serving datacenter with a thermal power station and reducing operating costs and emissions of carbon dioxide
AU2008346715A1 (en) 2008-01-07 2009-07-16 Haag Family Trust A desalination system
US8206589B2 (en) 2008-09-24 2012-06-26 Poseidon Resources Ip Llc Desalination system and method for integrated treatment of brackish concentrate and seawater
RU2417333C2 (ru) * 2009-02-02 2011-04-27 Андрей Олегович Бобылёв Эрлифт с промывкой и фильтром грубых нечистот
US8282836B2 (en) 2009-02-17 2012-10-09 C-Water Technologies, Inc. Water intake structure
WO2010124170A2 (en) 2009-04-23 2010-10-28 John Scialdone Deep water desalination system and method
US8246787B2 (en) 2009-09-03 2012-08-21 Pratt & Whitney Rockedyne, Inc. Solar desalinization plant
JP5344697B2 (ja) 2009-09-29 2013-11-20 株式会社日立製作所 エネルギー回収装置を備えたポンプ
WO2011047482A1 (en) 2009-10-20 2011-04-28 Eh2 (9170-3173) Quebec Inc. Process cooling system and method using seawater
WO2011097403A1 (en) 2010-02-04 2011-08-11 Dxv Water Technologies, Llc Water treatment systems and methods
US8282823B2 (en) 2010-03-04 2012-10-09 Terragroup Corporation Lightweight modular water purification system with reconfigurable pump power options
AU2010200965B2 (en) 2010-03-12 2014-05-01 Empire Technology Development Llc Brine discharge assembly
US20110277842A1 (en) 2010-05-17 2011-11-17 Benjamin Blumenthal EcoSafe Desal Brine Return System
US10526224B2 (en) 2010-06-02 2020-01-07 Hl Seawater Holdings, Llc Desalination intake system with net positive impact on habitat
ES2393507B1 (es) 2010-07-27 2013-11-27 Juan Antonio ANDREU MULET Unidad desaladora de agua marina.
NO20110786A1 (no) 2011-05-31 2012-12-03 Fmc Kongsberg Subsea As Subsea kompressor direkte drevet av en permanentmagnetmotor med en stator og rotor nedsunket i vaeske
US20130042612A1 (en) 2011-08-15 2013-02-21 Laurence Jay Shapiro Ocean thermal energy conversion power plant
US9227159B2 (en) 2011-11-15 2016-01-05 General Electric Company Combined microfiltration or ultrafiltration and reverse osmosis processes
CN106564990B (zh) 2012-04-23 2022-04-15 水技术国际有限责任公司 低能量反渗透方法
EP2872835B1 (en) * 2012-06-07 2023-02-08 Deepwater Desal LLC Systems and methods for data center cooling and water desalination
GB2504503A (en) 2012-07-31 2014-02-05 Ibm Desalination system
CN202860208U (zh) 2012-10-23 2013-04-10 上海船研环保技术有限公司 一种用于压载水处理系统的高压反冲洗过滤器
US10060296B2 (en) 2012-11-15 2018-08-28 Kevin Lee Friesth Quintuple-effect generation multi-cycle hybrid renewable energy system with integrated energy provisioning, storage facilities and amalgamated control system cross-reference to related applications
WO2014144704A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Porifera, Inc. Advancements in osmotically driven membrane systems including low pressure control
US20170028356A1 (en) 2013-12-06 2017-02-02 Econo Pure Water Sysrems ,LLC System and method for point of use/point of entry water treatment
US20160185626A1 (en) * 2014-07-13 2016-06-30 Phoenix Revolution Inc. Desalination methods and systems
US10513446B2 (en) 2014-10-10 2019-12-24 EcoDesal, LLC Depth exposed membrane for water extraction
JP6541148B2 (ja) * 2015-02-16 2019-07-10 大栄産業株式会社 液循環装置
US10214430B2 (en) 2015-03-04 2019-02-26 Israel Aerospace Industries Ltd. Water treatment system and method
US9964113B2 (en) 2015-05-11 2018-05-08 Fuglesangs Subsea As Omnirise hydromag “variable speed magnetic coupling system for subsea pumps”
US10859084B2 (en) 2016-04-26 2020-12-08 Onesubsea Ip Uk Limited Subsea process lubricated water injection pump
US9617172B1 (en) 2016-06-10 2017-04-11 Henry A Baski Desalination system and method for producing freshwater by reverse osmosis of seawater
WO2018148542A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 Bergstrom Robert A Brine dispersal system
US11326635B2 (en) 2019-08-30 2022-05-10 Great Go Cycles Inc. Securing device of bicycle handlebar stem

Also Published As

Publication number Publication date
IL268473A (en) 2019-09-26
US20220074431A1 (en) 2022-03-10
IL312819A (en) 2024-07-01
US20200003232A1 (en) 2020-01-02
AU2023203891B2 (en) 2025-04-17
US11174877B2 (en) 2021-11-16
AU2018217746A1 (en) 2019-08-22
IL305659B1 (en) 2024-06-01
IL305659B2 (en) 2024-10-01
AU2018219332B2 (en) 2023-07-13
EP3579951A1 (en) 2019-12-18
US11846305B2 (en) 2023-12-19
US20220260091A1 (en) 2022-08-18
EP3580180A1 (en) 2019-12-18
EP3580180B1 (en) 2025-08-06
IL268471B2 (en) 2024-02-01
WO2018148542A1 (en) 2018-08-16
AU2018219332A1 (en) 2019-08-22
US20220260092A1 (en) 2022-08-18
IL268473B2 (en) 2024-12-01
US20230407887A1 (en) 2023-12-21
AU2018217746B2 (en) 2023-07-06
IL268473B1 (en) 2024-08-01
IL268471B1 (en) 2023-10-01
IL312819B1 (en) 2025-06-01
US20250067281A1 (en) 2025-02-27
US20200031691A1 (en) 2020-01-30
IL305659A (en) 2023-11-01
US11326625B2 (en) 2022-05-10
US12152609B2 (en) 2024-11-26
IL312819B2 (en) 2025-10-01
US12173729B2 (en) 2024-12-24
AU2023203891A1 (en) 2023-07-13
EP3580180C0 (en) 2025-08-06
EP3580180A4 (en) 2021-01-06
US12173730B2 (en) 2024-12-24
WO2018148528A1 (en) 2018-08-16
IL268471A (en) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES3041360T3 (en) Brine dispersal system
US20220259079A1 (en) Submerged water desalination system with remote pump
EP3762337B1 (en) A method and system for producing freshwater using a reverse osmosis membrane system