Evaluación de procesos de desalinización y su desarrollo en México Translated title: Evaluation of desalination processes and their development in Mexico

Abstract

Existen diversos procesos de desalinización y se diferencian por costos, impacto ambiental, calidad del producto y energía consumida. Mediante comparación entre procesos térmicos y de membranas se encontraron las diferentes tecnologías existentes para desalar agua de mar, número de plantas instaladas, tecnología utilizada, fuentes de abastecimiento y uso del agua desalinizada. La factibilidad técnica y principal objetivo del trabajo consistió en la comparación de los sistemas de desalinización térmicos y de membranas respecto a costos de producción en USD/m³ y consumo energético en kWh/m³. Los procesos de desalinización se realizan desde 1970, siendo por membrana: ósmosis inversa (OI), electrodiálisis (ED), nano filtración (NF); por sistemas térmicos: destilación múltiple etapa (MED), destilación flash múltiple etapa (MSF) y destilación solar (DS). De las 13 000 plantas instaladas, el 50% es de OI, 33% NF, 1% MED y 4% MSF. Las fuentes de abastecimiento más utilizadas son agua de mar (60%) y agua salobre (22%). Los sectores beneficiados con agua desalinizada son el municipal (66%) e industrial (23%). El tipo de tecnología que requiere menor consumo energético es OI, de 2 a 2.8 kWh/m³ y costo de 0.6 USD/m³; las tecnologías MED y MSF consumen de 3.4 a 4 kWh/m³ y de 5 a 8 kWh/m³, respectivamente, con un costo de producción de 1.5 USD/m³ y 1.10 USD/m³. La comparación entre tecnologías permite determinar que el consumo energético y costo de producción de OI es menor y con mayor producción de agua desalinizada; además presenta ventajas significativas sobre el resto debido a que no requiere cambios de estado, como en MED y MSF. La OI es el proceso más viable en producción, energía consumida y costo.

Translated abstract

Different desalination processes exist, which are differentiate by their cost, environmental impact, the quality of the product and energy consumption. A comparison of thermal and membrane processes identified the existing technologies to desalinate seawater, the number of installed plants, the technology used, the supply source and the use of desalinated water. The technical feasibility and main objective of this work was the study and comparison of thermal and membrane desalination systems with respect to production costs in USD/m³ and energy consumption in kWh/m³. Desalination systems have been in practice since 1970 with the use of membrane systems (reverse osmosis (RO), electrodialysis (ED) and nanofiltration (NF)) and thermal systems (multiple stage distillation (MED), multiple stage flash distillation (MSF), and solar distillation (SD)). Of the 13,000 plants installed, 50% use RO, 33% use NF, 1% MSD and 4% MSF. The most common supply sources are seawater (60%) and brackish water (22%). The beneficiaries of this desalinated water are the municipal (66%) and the industrial (23%) sectors. The type of technology that requires less energy consumption is RO, from 2 to 2.8 kWh/m³ at a cost of 0.6 USD/m³, whereas MSD and MSF technologies consume 3.4 to 4 kWh/m³ and 5 to 8 kWh/m³ at a production cost of 1.5 USD/m³ and 1.10 USD/m³, respectively. The comparison of technologies determined that energy consumption and production costs are less and production is greater with RO. Moreover, RO has significant advantages over other systems, such as not requiring phase changes, unlike MED and MSF. Reverse osmosis is the most feasible process with regard to production, energy consumption and cost.